Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к способам диагностирования состояния фильтра тонкой очистки дизеля.
Известен способ управления фильтром, заключающийся в том, что измеряют перепад давления Δp на фильтре и при достижении допустимого перепада давления его отключают на промывку, последовательно с фильтром устанавливают сопло Вентури, на котором измеряют перепад давления Δpсв, определяют отношение k=Δpсв/Δp, сравнивают его с допустимой величиной kдоп=Δpсво/Δpо, где:
Δpсв - измеренный перепад давление на сопле Вентури;
Δp - измеренный перепад давления на фильтре;
Δpо - перепад давления на фильтре при максимально допустимой загрязненности и тарировочном расходе жидкости Vo,
и отключают фильтр на промывку при достижении равенства k=kдоп, обеспечивают kдоп=1, при этом фильтр отключают для промывки при достижении равенства перепадов давления Δpсв/Δp. (патент RU №2282481, кл. B01D 37/04, 2006 г.)
Недостатками способа являются:
- отсутствует методика определения степени износа и разгерметизации фильтра, что снижает технический уровень способа;
- не указано количество измерений, определяющих давление фильтра на различных частотах вращения коленчатого двигателя в зоне порога давлений на входе и на выходе из фильтра.
Известен способ определения состояния фильтра тонкой очистки с использованием приспособления КИ 4801, в котором определяют перепад давления по результатам измерений давления перед фильтром и за фильтром, при давлении топлива за фильтром ниже регламентированного предела проверяют перепускной клапан, заменяя его на контрольный, если показания не изменяются, то это свидетельствует о предельном загрязнении фильтрующих элементов и необходимости их замены («Диагностирование системы питания дизелей. Фильтр тонкой очистки» сайт: http://www.avtoinstrumentarii.ru/remont/21#more-21)
Недостатками способа являются:
- невозможность диагностирования состояния фильтра в процессе эксплуатации двигателя;
- способ позволяет определить только максимальное загрязнение фильтра и не позволяет определить степень загрязнения фильтра двигателя в эксплуатации и спланировать проведение регламентных работ (промывка, замена) при очередном техническом осмотре или ремонте.
Известна система контроля состояния фильтра двигателя внутреннего сгорания, принятая в качестве прототипа, содержащая фильтр, измеритель давления (датчики давления), полости которого сообщены каналами с входом и выходом фильтра и который включен в цепь сигнализации двигателя, также система снабжена электронным блоком управления, датчиками температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленчатого вала двигателя, при этом один из входов электронного блока управления соединен с измерителем давления (датчиками давления), а второй и третий входы блока соединены соответственно с датчиками температуры и частоты вращения, один из выходов электронного блока управления соединен с сигнальными элементами цепи сигнализации двигателя. При работе двигателя на фильтре создается перепад давления Δp, зависимый от расхода топлива через фильтр, который учитывается скоростным режимом двигателя с помощью датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя, также перепад давления Δp зависит от вязкости топлива, которая в свою очередь зависит от температуры топлива и учитывается датчиком температуры. Перепад давления Δp для данного скоростного и температурного режима двигателя должен находиться в определенных пределах от Δpmin до Δpmax, перепад давления Δp меньше минимально допустимого перепада давления Δp min, обусловленного сопротивлением нового фильтрующего элемента, свидетельствует о разгерметизации фильтрующего элемента. В результате чего в двигатель начнет поступать не фильтрованное топливо, вызывая повышенный абразивный износ двигателя, электронный блок дает сигнал о разгерметизации фильтра и дает сигнал на остановку двигателя. Увеличение перепада давления Δp выше максимально допустимого Δpmax свидетельствует о засоренности фильтрующего элемента, и электронный блок дает сигнал о необходимости провести очистку или замену фильтра.
(патент RU №2252811, кл. B01D 35/14, B01D 37/04, опубл. 2005 г.)
Недостатками способа являются:
- сложность его реализации, т.к. требуется иметь зависимости минимального и максимально перепадов давления на фильтре во всем диапазоне рабочих частот вращения коленчатого вала двигателя и во всем диапазоне рабочих температур охлаждающей жидкости;
- способ позволяет определить только максимальное загрязнение фильтра и не позволяет определить степень загрязнения фильтрующего элемента двигателя в эксплуатации и спланировать проведение регламентных работ (промывка, замена) при очередном техническом осмотре или ремонте.
Техническим результатом изобретения являются простота реализации способа диагностирования за счет применения минимального количества датчиков и снижение трудоемкости обслуживания за счет определения степени загрязнения фильтра тонкой очистки топливной системы дизеля в процессе эксплуатации и планирования регламентных работ.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе технического диагностирования фильтра тонкой очистки топливной системы дизеля, заключающемся в том, что датчиками давления производят постоянное измерение давления топлива в двух точках топливной системы дизеля, первое из давлений PТН измеряется на входе в фильтр тонкой очистки топлива, второе давление PТД - на выходе из фильтра, данные измерений передаются на электронный блок, при этом производят серию не менее чем трех замеров давлений топлива на входе в фильтр PТН и выходе из фильтра PТД на различных частотах вращения коленчатого вала дизеля, вычисляют коэффициент k по формуле:
где PТНi - величина давления на входе в фильтр тонкой очистки для i-го измерения,
PТДi - величина давления на выходе из фильтра тонкой очистки для i-го измерения,
n - количество замеров в серии,
сравнивают коэффициент k со значением k0, соответствующим чистому фильтру тонкой очистки топлива, и в случае, когда коэффициент k меньше значения k0, формируют сообщение о разгерметизации фильтра и степень загрязнения не определяют, сравнивают коэффициент k со значением kmax, соответствующим максимально допустимому загрязнению фильтра тонкой очистки топлива, и в случае, когда коэффициент k больше значения kmax, формируют сообщение о предельном загрязнении фильтра и степень загрязнения не определяют, если коэффициент k находится в диапазоне от k0 до kmax, определяют степень загрязнения Z фильтра по формуле:
и исходя из величины загрязнения Z планируют проведение регламентных работ по фильтру тонкой очистки топлива.
Ниже настоящий способ поясняется чертежом.
Способ реализуется с помощью устройства, в котором для замера давления топлива в топливной системе 1 дизеля 2 используются датчик давления 3, установленный после топливного насоса 4 на входе в фильтр 5 тонкой очистки топлива, на выходе из фильтра 5 установлен датчик давления 6, для контроля частоты вращения коленчатого вала дизеля 2 установлен датчик 7, измеренные величины давлений с датчиков давления 3, 6 и 7 передаются на электронный блок 8, где обрабатывается поступающая с датчиков информация.
Способ осуществляется следующим образом. Способ технического диагностирования фильтра 5 тонкой очистки топливной системы 1 дизеля 2 основан на линейной зависимости давления PТД на выходе из фильтра 5 от давления PТН на входе в фильтр 5, которая описывается уравнением вида:
где k - коэффициент передачи системы по давлению;
b - свободный член уравнения.
Коэффициент k не зависит от вязкости и расхода топлива в системе, а зависит лишь от общей площади проходных отверстий в фильтре тонкой очистки топлива и может быть определен по формуле наименьших квадратов. При загрязнении фильтра 3 тонкой очистки топливной системы 1 общая площадь проходных отверстий в фильтре 3 уменьшается, что приводит к увеличению коэффициента k. При разгерметизации фильтра 3 происходит увеличение проходных сечений и уменьшение коэффициента k.
Частота вращения коленчатого вала дизеля 2, измеренная датчиком частоты вращения 7, величина давления PТН на входе в фильтр 5 тонкой очистки топлива, измеренная датчиком 3, и величина давления PТД на выходе из фильтра 5, измеренная датчиком 6, передаются на электронный блок 8, где, при условии изменения частоты вращения относительно предыдущего измерения, производится суммирование давлений PТНi и PТДi. Когда число замеров n в серии превысило три, в электронном блоке 8 осуществляется расчет значения коэффициента k:
Рассчитанный коэффициент k сравнивается со значением k0, соответствующим чистому фильтру тонкой очистки топлива, и в случае, когда коэффициент k меньше значения k0, формируют сообщение о разгерметизации фильтра и степень загрязнения не определяют. В противном случае коэффициент k сравнивается со значением kmax, соответствующим максимально допустимому загрязнению фильтра тонкой очистки топлива, и в случае, когда коэффициент k больше значения kmax, формируют сообщение о предельном загрязнении фильтра и степень загрязнения не определяют. Если коэффициент k находится в диапазоне от k0 до kmax определяют степень загрязнения Z фильтра по формуле:
и исходя из величины загрязнения Z планируют проведение регламентных работ по фильтру тонкой очистки топлива.
Способ технического диагностирования фильтра тонкой очистки топливной системы дизеля, заключающийся в том, что датчиками давления производят постоянное измерение давления топлива в двух точках топливной системы дизеля, первое из давлений Р измеряется на входе в фильтр тонкой очистки топлива, второе давление Р - на выходе из фильтра, данные измерений передаются на электронный блок, отличающийся тем, что производят серию не менее чем трех замеров давлений топлива на входе в фильтр Р и выходе из фильтра Р на различных частотах вращения коленчатого вала дизеля, вычисляют коэффициент k по формуле: гдеP - величина давления на входе в фильтр тонкой очистки для i-го измерения,P - величина давления на выходе из фильтра тонкой очистки для i-го измерения,n - количество замеров в серии, сравнивают коэффициент k со значением k, соответствующим чистому фильтру тонкой очистки топлива, и в случае, когда коэффициент k меньше значения k, формируют сообщение о разгерметизации фильтра и степень загрязнения не определяют, сравнивают коэффициент k со значением k, соответствующим максимально допустимому загрязнению фильтра тонкой очистки топлива, и в случае, когда коэффициент k больше значения k, формируют сообщение о предельном загрязнении фильтра и степень загрязнения не определяют, если коэффициент k находится в диапазоне от k до k, определяют степень загрязнения Z фильтра по формуле: и исходя из величины загрязнения Z планируют проведение регламентных работ по фильтру тонкой очистки топлива.