Углубленное диагностирование электрогидравлических форсунок аккумуляторной системы впрыска топлива силового агрегата автомобиля

Введение. На эффективность и надёжность силовых агрегатов автомобилей с дизельным двигателем значительное влияние оказывает техническое состояние электрогидравлических форсунок системы впрыска топлива. Для своевременного выявления и устранения возникающих в процессе эксплуатации неисправностей форсунок необходимо периодически проводить контрольно-диагностические работы. Диагностирование демонтированных с силового агрегата форсунок при помощи специальных стендов характеризуется наибольшей точностью, при этом определяется только общее техническое состояние форсунок, без конкретизации неисправностей. Углубленное диагностирование с локализацией неисправностей позволит принимать оптимальные решения о технических воздействиях при ремонте форсунок. Целью работы является оценка возможности повышения глубины поиска неисправностей при стендовом диагностировании форсунок путём анализа характера зависимостей диагностических параметров от величины давления тестовой жидкости на входе в жидкостный аккумулятор стенда при постоянной длительности управляющих импульсов.
Материалы и методы. Математическая модель электрогидравлической форсунки представлена в виде системы дифференциальных уравнений, описывающих динамику происходящих в форсунке процессов. При проведении численных экспериментов осуществлялось изменение в определённых диапазонах значений давления тестовой жидкости на входе в аккумулятор, структурных параметров: зазора в сопряжениях «плунжер мультипликатора – втулка», «направляющая часть иглы – корпус распылителя», неплотности управляющего клапана и уплотнительного кольца. Длительность электрических управляющих импульсов оставалась постоянной.
Результаты. Приведены графики полученных зависимостей диагностических параметров: цикловой подачи, среднего расхода тестовой жидкости в обратную линию и продолжительности запаздывания окончания впрыска от давления тестовой жидкости при различных значениях структурных параметров.
Обсуждение и заключение. В результате проведённых исследований были выявлены отличия в характере зависимостей некоторых из рассмотренных диагностических параметров от давления на входе в аккумулятор при наличии отклонений отдельных структурных параметров. Полученная при диагностировании дополнительная информация позволит выявлять наличие отклонений отдельных структурных параметров, что увеличит глубину поиска неисправностей. В работе приведена блок-схема предлагаемого диагностического алгоритма.

1. Krogerus T., Hyvönen M., Huhtala K. A Survey of Analysis, Modeling, and Diagnostics of Diesel Fuel Injection Systems. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2016; 138 (8): 1-11. DOI: 10.1115/1.4032417

2. Krogerus T., Huhtala K. Diagnostics and Identification of Injection Duration of Common Rail Diesel Injectors. Open Engineering. 2018; 8 (1): 1-6. давление в рампе DOI: 10.1515/eng-2018-0001

3. Kluczyk M., Grządziela A. Vibration diagnostics of common rail injectors. Journal of Marine Engineering & Technology. 2017; 16 (4): 177-184. DOI: 10.1080/20464177.2017.1387088

4. Jocanovic M. T., Karanovic V. V., Knezevic D. M., Orosnjak M. D. Diesel fuel filtration problems with modern common rail injection systems. Military Technical Courier. 2017; 65(4): 968-993.

5. Chomik Z., Lagowski P. The analysis of mechanical damage of Common Rail injectors. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering. 2019; 64 (1): 13-20.

6. Ignaciuk P., Gil L. Damages to injectors in diesel engines. Advances in Science and Technology Research Journal. 2014; 8 (21): 58-61. DOI: 10.12913/22998624.1091880

7. Журавский Б.В., Жигадло А.П. Диагностирование электрогидравлических форсунок силового агрегата автомобиля по изменению давления в топливном аккумуляторе в момент впрыска // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2025. № 2(81). С. 71–85. EDN XHUNBI.

8. Payri F., Luján J., Guardiola С., Rizzoni G. Injection diagnosis through common-rail pressure measurement. Proceedings of The Institution of Mechanical Engineers Part D-journal of Automobile Engineering. 2006; 220 (3): 347-357. DOI: 10.1243/09544070JAU-TO34.

9. Журавский Б.В. Влияние структурных параметров электрогидравлической топливной форсунки дизельного двигателя на совокупность диагностических параметров // Вестник СибАДИ. 2023. Т. 20, № 2 (90). С. 230-247. DOI: 10.26518/2071-7296-2023-20-2-230-247 EDN IAPLDF.

10. Журавский Б.В. Совершенствование диагностирования электрогидравлических форсунок дизельных двигателей с аккумуляторной системой впрыска топлива // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2024. № 3. С. 589–596. DOI: 10.24412/2071-6168-2024-3-589-590 EDN HZPVBG.

11. Stoeck T. Analytical methodology for testing common rail fuel injectors in problematic cases. Diagnostyka. 2021; 22(3): 47-52. DOI: 10.29354/diag/135999

12. Stoeck T. Article citation info: Diagnostic method for a piezoelectric injector using the Newton-Cotes formula. Combustion Engines. 2024; 197(2): 106-111. DOI: 10.19206/CE-177132

13. Yakimov I.V., Krivtsov S.N., Potapov A.S., Svirbutovich O.A. Fuel flow and pressure in common return line as a diagnostic parameter of electro-hydraulic injectors technical state. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019; 632(1): 012058. DOI:10.1088/1757-899X/632/1/012058 EDN BAKKBH.

14. Song E., Ke Y., Yao C., Dong Q., Yang L. Fault Diagnosis Method for High-Pressure Common Rail Injector Based on IFOA-VMD and Hierarchical Dispersion Entropy. Entropy (Basel). 2019; 21 (10): 1-20. DOI: 10.3390/e21100923

15. Неговора А.В., Козеев А.А., Габдрахимов М.М., Махиянов У.А. Модуль для поэлементного диагностирования топливоподающей системы дизелей // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2010. № 3. С. 13–14.

16. 16. Жигадло А.П., Макушев Ю.П. Теоретические исследования и техническое обслуживание форсунок с электрогидравлическим управлением // Вестник СибАДИ. 2022. Т.19, №6(88). С. 842–857. DOI: 10.26518/2071-7296-2022-19-6-842-857 EDN WWGTJJ.

17. Crăciun I., Dumitras C. Research on the Maintenance of Common-Rail Injectors. Bulletin of the Polytechnic Institute of Iași. Machine constructions Section. 2022; 68: 124-136. DOI: 10.2478/bipcm-2022-0028

18. Абаляев А.Ю., Пигарина А.А. Математическая модель гидродинамических процессов в электрогидравлической форсунке // Двигателестроение. 2000. № 1. С. 13–14.

19. Григорьев А.Л., Прохоренко А.А., Рыкова И.В. Анализ устойчивости и сходимости численных методов интегрирования дифференциальных уравнений электрогидравлической форсунки дизеля // Двигатели внутреннего сгорания. 2013. № 2. С. 3–8.