Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ФИЛЬТРА ТОНКОЙ ОЧИСТКИ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЯ

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 Δp_св, определяют отношение k=Δp_св/Δp, сравнивают его с допустимой величиной k_доп=Δp_сво/Δp_о, где:

Δp_св - измеренный перепад давление на сопле Вентури;

Δp - измеренный перепад давления на фильтре;

Δp_о - перепад давления на фильтре при максимально допустимой загрязненности и тарировочном расходе жидкости V_o,

и отключают фильтр на промывку при достижении равенства k=k_доп, обеспечивают k_доп=1, при этом фильтр отключают для промывки при достижении равенства перепадов давления Δp_св/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 Δp_min до Δp_max, 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 Δp_max 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 P_ТН измеряется на входе в фильтр тонкой очистки топлива, второе давление P_ТД - 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 P_ТН и выходе из фильтра P_ТД на различных частотах вращения коленчатого вала дизеля, вычисляют коэффициент k по формуле:

где P_ТНi - величина давления на входе в фильтр тонкой очистки для i-го измерения,

P_ТДi - 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 k_max, соответствующим максимально допустимому загрязнению фильтра тонкой очистки топлива, и в случае, когда коэффициент k больше значения k_max, формируют сообщение о предельном загрязнении фильтра и степень загрязнения не определяют, если коэффициент k находится в диапазоне от k₀ до k_max, 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 P_ТД на выходе из фильтра 5 от давления P_ТН 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 P_ТН на входе в фильтр 5 тонкой очистки топлива, измеренная датчиком 3, и величина давления P_ТД 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 P_ТНi и P_ТДi. 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 k_max, соответствующим максимально допустимому загрязнению фильтра тонкой очистки топлива, и в случае, когда коэффициент k больше значения k_max, формируют сообщение о предельном загрязнении фильтра и степень загрязнения не определяют. Если коэффициент k находится в диапазоне от k₀ до k_max определяют степень загрязнения Z фильтра по формуле:

и исходя из величины загрязнения Z планируют проведение регламентных работ по фильтру тонкой очистки топлива.