Усовершенствование технологических процессов диагностирования и восстановления форсунок впрыскивания бензина

Можно также выделить следующие недостатки существующих методов:

- продолжительное время вспомогательных операций;

- большой расход промывочной жидкости;

- повышенное нагревание технологической жидкости.

Повысить продуктивность очистки форсунок и уменьшить расход технологической жидкости можно соединив три процесса: кавитацию, взбалтывание и движение жидкости.

4.2 Технология без демонтажа элементов топливной системы

Технология во многом напоминает «аматорскую» с использование различного рода присадок, но лишена её основных недостатков. Она состоит в том, что промывочная жидкость, (бензин + сольвент - присадка) подается непосредственно на вход топливной рампы, то есть топливный бак, топливопровод, и бензонасос в очистке (работе двигателя при очистке) участия не принимают. С одной стороны, это плюс, так как грязь в этих компонентов топливной системы не смывается и не загрязняет форсунки, с другой стороны минус - отложения в баке, топливопроводе, бензонасосе чем - то все же придется удалять. Дополнительное преимущество данной технологии - нет необходимости демонтажа форсунок, что делает возможным очистку в ситуации, когда демонтаж форсунок усложнен (например, на некоторых моделях автомобилей демонтаж форсунок невозможен без снятия впускного коллектора).

Наиболее простая конструкция установки для такой очистки реализована в отечественной установке ОВ-1 (которая, является аналогичной американской). Установка представляет собой бачок для промывочной жидкости. С одной стороны через кран он подключается к входу топливной рампы. С другой стороны через регулятор давления с манометром подключается подача сжатого воздуха, который и обеспечивает подачу топлива под нужным давлением. Очистка происходит непосредственно в процессе работы двигателя.

Собрать такую установку можно и самостоятельно (что многие и делают). Однако, крайне не рекомендуется такой способ экономии - во - первых, работа связанна с крайне легковоспламеняющимися жидкостями под давлением, во - вторых, в комплекте с прибором ОВ-1 идет достаточно большой набор переходников для безопасного подключения к топливной системе, в - третьих стоимость такой установки даже для небольшого СТО сравнительно невелика - порядка 2500 грн., а ее практичность позволяет окупить затраты уже после 15-20 процедур очистки.

После применения такой технологии очистки рекомендуется замена или чистка свечей. Расход рабочей жидкости (бензин + промывочная жидкость - присадка) на двигатель объемом до 2,5 л. - примерно 1 - 1,5 л.

Эту технологию рекомендуется применять при среднем уровне загрязнения форсунок и топливной системы - ориентировочно каждые 10 - 15 тыс. км пробега (с учетом качества нашего бензина, для сравнения - в Европе такой интервал, который рекомендуется составляет примерно 40 - 60 тыс. км пробега).

Также необходимо отметить, что применять этот способ рекомендуется только для автомобилей с электромагнитными форсунками. Не рекомендуется чистить инжекторные системы с механическим впрыском топлива (Ке-Jetronіk) - дозаторы таких систем имеют малые рабочие зазоры, поэтому очень чувствительны к загрязнениям и при промывке быстро забиваются, что может привести к необходимости демонтажа, разборке и ремонту, а может и замене. Форсунки механических систем не разбираются и очищаются только с помощью продувки сжатым воздухом. При сильном загрязнении они подлежат замене.

Также минусом данного метода является то, что оценить качество очистки придется по субъективным показателям - стабилизировались обороты двигателя, улучшилась приемистость, уменьшился расход топлива. Однако, на 100% утверждать, что все параметры форсунок и других элементов топливной системы пришли в норму без демонтажа форсунок и проверки их на специальном стенде невозможно.

Методы оценки качества работы форсунок непосредственно на двигателе существуют, но их точность невысока. Первый метод состоит в том, что при заглушенном двигателе контролируется падение топлива в топливной рампе - таким способом можно оценить герметичность форсунок в закрытом состоянии (при этом нужно либо заглушить обратный клапан регулятора давления топлива, либо учитывать что потери могут идти и через него). Также можно подавать на форсунки управляющие импульсы и снова по падению давления определить продуктивность каждой форсунки. То есть такими способами можно проверить только два из четырех параметров работы форсунок - герметичность клапана в закрытом состоянии и продуктивность.

Второй метод заключается в контроле времени продолжительности впрыскивания. Измерять продолжительность впрыскивания можно специальным прибором, либо с помощью мультиметра или мотор - тестера, имеющего такую функцию. Технология состоит в том, что при загрязненных форсунках электронный блок управления фиксирует недостаток поступления топлива в цилиндры (например, с помощью механизма обратной связи через лямбда - зонд) и увеличивает продолжительность одного импульса впрыска. Как правило, это время превышает нормативные показатели (это ещё один показатель для очистки форсунок). После проведения очистки продолжительность импульса (при одинаковых режимах работы двигателя) должна уменьшится (прийти в норму).

Ясно, что ни одним из этих методов такие важные параметры как абсолютная продуктивность и факел распыла прямо проконтролировать невозможно.

4.3 Технология с демонтажем элементов топливной системы

Следующие два метода связанны со снятием форсунок с двигателя. Хоть эти методы и требуют демонтажа форсунок - зато это дает возможность (при наличии необходимого оборудования) полностью объективно и визуально оценить работу форсунок. Рекомендуется оценивать параметры работы форсунок как до, так и после очистки, что позволяет оценить качество самой очистки.

Проверка снятых с двигателя форсунок начинается с визуального осмотра (необходимо обратить внимание на наличие/отсутствие каких - либо повреждений, степень загрязненности и т.д.), далее проверить электрические параметры соленоида клапана форсунки (для электромагнитных форсунок) - отсутствие короткого замыкания между витками и т.д. В случае выявления таких неисправностей форсунка подлежит замене без очистки.

Непосредственно для проверки работы форсунки используется специальные стенды (это может быть как отдельная установка, так и интегрированный с ультразвуковой ванной стенд), что представляет собой мерные цилиндры (по количеству проверяемых одновременно форсунок), бак для тестовой жидкости, насос, блок управления форсунками. Работа стенда имитирует работу форсунок на двигателе, при этом контролируются такие параметры работы форсунок как:

- герметичность клапана в закрытом состоянии - на форсунки подается тестовая жидкость под давлением, управляющее напряжение не подается. Давление, как правило устанавливается на 10% больше, чем максимальной рабочее давление топлива для данного двигателя. Герметичность контролируется визуально. Как правило, допускается появление не более одной капли тестовой жидкости в минуту.Герметичность механических форсунок проверяется при давлении, равном избыточному конкретной системы. Величины давлений можно уточнить в специальной литературе и информационно - справочных базах данных;

- форму факела распыла - контролируется визуально через прозрачные стенки мерных цилиндров. Дополнительно для лучшего наблюдения можно использовать стробоскоп;

- абсолютную продуктивность форсунок;

-относительную продуктивность форсунок. Считается, что для стабильной работы двигателя количество топлива, впрыскнутого разными форсунками за одинаковое количество рабочих циклов, не должно отличаться больше, чем на 5% от среднего значения.

Первоначальную проверку форсунок - (до очистки) лучше проводить без снятия внутреннего капронового фильтра тонкой очистки. После первичной проверки и перед очисткой форсунок, в том случае, если фильтр будет заменятся на новый, его лучше снять. После проведения очистки и финальной проверки, перед установкой форсунки на двигатель необходимо установить новый фильтр ( при его наличии). Также в случае необходимости заменяется уплотнительное кольцо (или кольца) на форсунке.

4.4 Ультразвуковая чистка с демонтажем форсунок

В первую очередь этот способ применяется к форсункам и ключевым моментом тут служит применение ультразвуковой технологии. После первичной проверки форсунок на стенде и перед процедурой ультразвуковой чистки рекомендуется продуть каждую форсунку фильтрованным сжатым воздухом под давлением 1-1,5 бар для удаления остатков жидкости и грязи, что отслоилось, с форсунки перед началом следующей процедуры.

Детали , которые очищаются, (это могут быть не только форсунки, а и карбюраторы, топливные насосы и т.д.) помещаются в ванну в специальную жидкость, где находятся при включенном ультразвуковом генераторе на протяжении 15-30 минут (в зависимости от степени загрязнения, характеристик ультразвуковых ванн, применяемой жидкости). Однако, у форсунок, в отличии от других деталей, есть некоторая особенность - желательно ,чтобы в процессе очистки они «работали» - то есть открывался и закрывался клапан. Для этого в стендах для очистки форсунок предусмотрены очистки блоки управления форсунками, что подают сигнал на форсунки с заданной частотой и продолжительностью (которые имитируют соответственно нужные обороты двигателя во время впрыскивания).

Эффективность очистки повышается, если промывочную жидкость нагреть. Для качественной очистки достаточно небольшой мощности ультразвукового излучателя - 50-100 Вт при объеме ванны до 2 л. Наиболее распространенные ванны, расчитаны на частоту частоту амплитудной модуляции ультразвуковых колебаний 20-44кГц.

Ультразвуковая очистка эффективна при любых степенях загрязнения (при большой степени загрязнения этот способ вообще является незаменимым). В большинстве случаев в результате ультразвуковой очистки можно достигнуть заводских параметров работы форсунок.

Применение ультразвука в процессах очистки

Одним из наиболее перспективных направлений ультразвука в машиностроении является очистка поверхностей деталей и узлов от жировых и механических загрязнений. Качество очистки поверхностей деталей и узлов механизмов во многом определяют сроки их службы и надежность работы. Особенно тщательная очистка требуется для деталей которые быстро вращаются, подшипников, электрических контактов, реле, топливной аппаратуры, а также деталей электронной вычислительной техники, часовых механизмов, оптических приборов и т.д. механическая ручная очистка даже с применением различных растворов не всегда отвечает требованиям современного промышленного производства. Если же детали имеют сложную форму с труднодоступными отверстиями и полостями, то их хорошо очистить практически невозможно. Высококачественная очистка деталей от жировых отложений занимает важное место в современной технологии массового производства. Долгое время на машиностроительных заводах для очистки деталей от жировых загрязнений применяли моющие машины, которые не всегда обеспечивали достаточную чистоту деталей. Кроме этого применяли и другие методы очистки: пескоструйный дробеметный, гидравлический, химический и электрохимический, промывка органическими растворителями, выпаливанием нагара и т.д. Однако все эти методы не отвечают современным требованиям технологических процессов.

Внедрение на многих промышленных предприятиях ультразвукового технологического оборудования позволяет сэкономить большие средства. Особенно это характерно для предприятий, где ультразвуковые установки для очистки могут быть включены в автоматическую или полуавтоматическую линию технологического процесса.

Одним из основных преимуществ ультразвуковой очистки перед другими способами удаления загрязнений его высокое качество. При полоскании например, на поверхности деталей остается до 80% загрязнений, при вибрационной очистке - порядка 55%, при ручной - около 20%, апри ультразвуковом - не более 0,5%. Кроме этого, детали которые имеют сложную форму, труднодоступные места, узкие щели, маленькие отверстия и полости или не разборные детали хорошо очищаются только с помощью ультразвука. Ёще одним преимуществом ультразвуковой очистки заключается в том, что при достаточно высоком качестве очистки нет необходимости больших физических затрат труда, возможность замены огнеопасных или дорогих органических растворителей более безопасными и дешевыми водяными щелочными растворами, жидким фреоном и т.д.

4.4.1 Физическая сущность ультразвуковой очистки

Кавитация - это сложный комплекс явлений, связанных с возникновением, развитием и захлопыванием в жидкости мелких воздушных пузырьков разного происхождения. В технике можно найти немало примеров, где кавитация приводит к разрушению поверхностей деталей. Это явление может возникать при высоких скоростях движения жидкости, которая находится под высоким давлением, например в системах топливоподачи дизелей, что приводит к эрозионному разрушению внутренних поверхностей трубопроводов высокого давления. Кавитационному износу подвержены внешние поверхности цилиндров ДВС, омываемые охлаждающей жидкостью, в которых при повышении температуры возникают колебания стенок цилиндров, обусловленные сгоранием.

Кавитацию можно вызвать и искусственным способом, влияя на жидкость звуковыми или ультразвуковыми колебаниями, механическими, гидравлическими или электрическими генераторами. Ультразвуковые волны, которые образуются в жидкости, создают чередующиеся, области повышенного и, пониженного давления, которые образуют зоны высоких давлений и зоны разряжений. В разряженной зоне гидростатическое давление понижается до такой степени, что силы, действующие на молекулы жидкости, становятся больше сил молекулярных связей. В результате резкого изменения гидростатического равновесия жидкость разрывается, образуя при это большое количество мелких пузырьков газа и пара, который находился до этого в жидкости в растворенном состоянии. В следующий момент, когда в жидкости наступает период высокого давления, пузырьки которые образовались раньше, захлопываются. Процесс захлопывания пузырьков сопровождается образованием ударных волн с очень большим мгновенным местным давлением, которое достирает нескольких сотен бар. Напряжение растягивания , необходимое для разрыва жидкости, зависит от количества растворенных в ней газов. В жидкости имеются определенные места неоднородности (зародыши), которые содержат под высоким давлением, где и образуется разрыв жидкости. Условия равновесия газового пузырька определяется отношением

(4.1)

где Р - давление газа в пузырьке;

Р0 - гидростатическое давление;

а - коэффициент поверхностного натяжения жидкости;

r - радиус пузырька.

Ультразвуковая очистка - сложный процесс, который совмещает местную кавитацию с действием больших ускорений в очищающей жидкости, что приводит к разрушению загрязнений и благоприятствует эмульгированию жировых примесей. Если загрязненную деталь поместить в жидкость и облучить её ультразвуком, то под действие ударной волны кавитационных пузырьков поверхность детали очищается от грязи. Кроме этого, в жидкости возникает много пузырьков, не связанных с кавитациооными явлениями. Эти пузырьки проникают в поры, щели и зазоры между загрязнениями и поверхностью детали. Под действием ультразвуковых волн пузырьки интенсивно колеблются, также вызываю разрушение верхнего загрязненного слоя. Но колеблющиеся пузырьки являются второстепенным явлением при очистке, решающее значение имеет ультразвуковая кавитация.

Звуковые (ультразвуковые) волны являются носителями звуковой энергии. Общее количество энергии, как источник звука излучаемый в окружающую среду за единицу времени, характеризует звуковую мощность источника, выражаемую в Ваттах.

Следует заметить, что для электроакустического преобразователя акустическая мощность меньше подведённой электрической мощности. Коэффициент полезного действия громкоговорителя динамического типа невелик и составляет всего несколько процентов.

В большинстве случаев, для потребителя практический интерес представляет не общая акустическая мощность, излучаемая во все стороны, а только та, которая доходит до приёмщика звука. Часть общей мощности, которая приходится на единицу площади, называется интенсивностью звука. В каждой точке пространства, отдаленной от источника звука, который излучает энергию от источника звука на радиус r, интенсивность звука одинакова. Таким образом можно записать:

, (4.2)

где I - интенсивность звука;

Р - общая мощность излучающего источника,

, (4.3)

S - площадь шарообразной поверхности с радиусом r.

В меру отдаления от источника, с увеличением радиуса r увеличивается площадь сферы S, а интенсивность звука уменьшается.

Непосредственно измерение интенсивности звука связано с большими техническими трудностями, и на данный момент не существует приборов, которые позволяют непосредственно измерить этот параметр.

С помощью акустических приборов можно сравнительно просто измерить эффективное звуковое давление и колебательную скорость частиц среды, величин которые на прямую зависят от интенсивности звука. Звуковое давление р представляет собой избыточное колебательное давление в среде относительно давления, которое существует там до появления звуковых волн (единица измерения Н/м2). Колебательной скоростью v называют мгновенную скорость колебательного движения частиц среды относительно положения равновесия (единица измерения м\с). Эта скорость зависит от частоты колебаний и величины звукового давления. Колебательная скорость частиц и распространение звука с имеют одинаковую размерность, но представляют разные понятия.

Примером приемников звукового типа может служить большинство типов современных микрофонов, которые преобразуют это давление в пропорциональные электрические сигналы. Конструкция некоторых микрофонов позволяет получать напряжения, пропорциональные колебательной скорости.

Интенсивность звука I связанна со звуковым давлением и колебательной скоростью простой зависимостью

(4.4)

Если звуковая волна распространяется в свободном пространстве, где нет отражения звука, тогда

 (4.5)

где с - плотность среды, кг/м3,

c - скорость звука в среде,м/с.

Знаменатель сc (Н/м2?с) характеризует среду, в которой происходит распространение звуковой энергии, и называется её акустическим сопротивлением. Для воздуха при нормальном давлении и температуре 20оС сc=420 Н/м2?с.

Если из формулы (4.5) в формулу (4.4) подставить значения колебательной скорости, то после преобразования получим

. (4.6)

Существует некоторая аналогия между отдельными понятиями которые характеризуют электрические и акустические явления, и уравнения, которые описывают количественные зависимости между ними.

Интенсивность звука является аналогом электрической мощности, звуковое давление - аналогом напряжения, колебательная скорость - току, а акустическое сопротивление соответствует электрическому сопротивлению. По аналогии с законом Ома для электрической цепи можно говорить про акустический закон Ома.

Наличие пузырьков в жидкости приводит к возникновению кавитации даже при незначительной интенсивности ультразвуковых колебаний. Максимальную интенсивность ультразвука, необходимую для возникновения кавитации можно определить из выражения

, (4.7)

где Ра -- переменное звуковое давление,

с - плотность жидкости,

с - скорость распространения звука в жидкости.

Поэтому очень важно управлять кавитациноным процессом.

Влияние различных факторов на процесс очистки

Ультразвуковая кавитация в жидкости зависит от её плотности, вязкости, температуры, молекулярной массы, состава газов, наличия посторонних микроскопических соединений, частоты и интенсивности ультразвуковых колебаний, статического давления и других факторов. Целенаправленным изменением нескольких этих факторов можно влиять на активность кавитационного процесса в нужном направлении. Например, в воде кавитация сильнее, чем в растворителях. Наличие газа в жидкости повышает эффективность кавитационных явлений. С увеличением температуры жидкости интенсивность кавитации возрастает, до определенного максимума, пройдя который начинает падать. Эффективность кавитации находится в прямой зависимости от интенсивности ультразвуковых колебаний и в обратной зависимости от их частоты. При очень высоких ультразвуковых частотах кавитацию вообще невозможно получить. Большое значение в интенсивности процесса ультразвуковой кавитации имеет подбор определенных отношений между интенсивностью ультразвуковых колебаний и избыточным статическим давлением в жидкости. Анализирую в целом влияние на интенсивность кавитации всех параметров, которые находятся в уравнении кавитационной динамики, предлагается следующий ряд эрозионной активности (ч), где параметры расположены с лева на право в меру возрастания их роли в увеличении ч:

у, R0, f, с, м, Рп, Ар, Р0, (4.8)

где у -- поверхностное натяжение;

R0 -- начальный радиус пузырька;

р -- плотность жидкости;

f -- частота колебаний;

м -- вязкость;

Рп-- давление насыщенных паров;

Ар -- амплитуда звуковых волн;

Р0 -- статическое давление.

4.4.2 Влияние избыточного давления в промывочной жидкоси

Уровень кавитационной эрозии в жидкости можно существенно повысить, подбирая определенные соотношения между звуковым и статическим давлениями.

Опыты показали, что интенсивность кавитации в основном зависит от частоты ультразвука, а также звукового и статического давления. Если повышать одновременно звуковое и статическое давление, интенсивность ультразвуковой кавитации, а из этого и интенсивность эрозии (очистки) возрастает. При повышении статического давления до 0,4 - 1,0 МПа интенсивность ультразвуковой кавитации резко возрастает.

Установлено, что при повышении давления до 0,5 МПа, а потом и до 1,0 МПа область кавитации сужается в объеме и сохраняется только над центром излучателя, где ультразвуковое давление максимальное. При этом полностью пропадают пульсирующие пузырьки, возрастает эрозионная активность жидкости и резко возрастает скорость акустических волн. Повышение статического давления обеспечивает более равномерное распределение областей кавитации в объеме жидкости.

Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что разработанный новый метод является универсальным. Он позволяет повысить интенсивность ультразвуковой кавитации и обеспечивает значительное ускорение кавитационного разрушения твердых твердых тел и поверхностей пленок в любых жидкостях. Необходимо отметить, что повышение эрозионной активности жидкости происходит без увеличения затрат энергии. Интенсивность процесса кавитационного разрушения при повышенном статическом давлении значительно расширила область применения ультразвука в технике. Создано ряд принципиально новых технологических процессов, которые получили промышленное применение: удаление заусениц с мелких точных деталей, выборочное дробление синтетических и природных алмазов, получение порошков сверх тонкой дисперсности, ультразвуковая очистка и т.д.

Опыты показали, что при движении маленьких пузырьков между ними возникают то силы притяжения, то силы отталкивания. Притягиваясь, пузырьки сливаются, создавая пузырьки большего размера. В свою очередь, они притягивают следующие, более мелкие пузырьки, в результате чего происходит их непрерывный рост. В определенный момент пузырек изменяет свою форму. Эти явления обусловлены действием переменного давления, что возникает в жидкости под действием ультразвуковых колебаний. Процесс роста и сокращения пузырьков в жидкости происходит с частотой, равной частоте изменения давления, то есть с частотой ультразвуковых колебаний. При сокращении пузырька из его центра распространяется сферическая ударная волна, а максимальное давление, которое возникает в жидкости на расстоянии 1,587 радиуса от центра пузырька:

, (4.9)

где Р0 -- гидростатическое давление;

r0 - начальное значение радиуса пузырька;

r - значение радиуса пузырька в рассматриваемый.

Полное замыкание пузырька при гидростатическом давлении происходит за время

. (4.10)

Отсюда видно, что для смыкания кавитационных пузырьков необходимо полностью определенное время. Например, при нормальном давлении время смыкания газового пузырька радиусом 0,05мм в воде равно 5 мкс.

4.4.3 Влияние резонансной частоты преобразователя

Одним из важных факторов в повышении интенсивности ультразвуковой кавитации является выбор резонансной частоты преобразователя. Испытания показали, что эффективный диапазон частот находится в пределах 18 - 44 кГц. Сильное повышение частоты ультразвуковых колебаний нежелательно, потому что большой частоте кавитационный пузырек не успевает вырасти до определенных размеров и его энергия при смыкании значительно снижается. Кроме этого, при большой частоте остается парогазовое давление, которое препятствует быстрому смыканию пузырьков. Уменьшать частоту так же неуместно. Во-первых, возникает диффузия парогазовой смеси в кавитационных пузырьках, во-вторых, радиус пузырька увеличивается до такой степени, что при его смыкании снижается эффективность кавитации. Немаловажно и то, что при низких частотах образовываются громкие звуки. Так, наиболее целесообразными и одновременно эффективными являются частоты 18 - 44 кГц. Некоторые специалисты предлагают использовать одновременно низкие и высокие частоты ультразвукового диапазона. По их мнению, это выгодно тем, что кавитационные пузырьки, которые образуются на низких частотах, получают большое ускорение под действием гидродинамических потоков, образованных высокими частотами.

4.4.4 Влияние химических свойств промывочной жидкости

Качество ультразвуковой очистки во многом зависит и от химических свойств растворителей. При ультразвуковой очистке применяют разные виды промывочной жидкости, которые могут быть агрессивными или неагрессивными к обрабатываемым деталям. Важным фактором, влияющим на качество и время ультразвуковой очистки является правильный выбор моющей среды. Моющая среда должна иметь как можно большей химической активностью по отношению к загрязнениям. Чистую воду, несмотря на её большую кавитационную способность, применять для ультразвуковой очистки нецелесообразно. Более эффективны водные растворы щелочей, солей, кислот с добавлением разных поверхностно - активных веществ. Наиболее высокая растворяющая способность у органических растворителей. Например, минеральные масла хорошо растворяются в углеводных растворах; растительные масла, канифоль - в спирте. Достоинством органических растворителей является их химическая инертность к металлическим поверхностям, что имеет огромное значение при заключительных операциях очистки. Органические растворители хорошо проникают в зазоры, щели, отверстия, растворяя в них загрязнения. Недостатком органических растворителей является необходимости их частой регенерации, потому что загрязнение самого растворителя в значительной мере отображается на качестве очистки. Кроме этого, органические растворители не желательно использовать, так как их пары негативно влияют на организм человека. Наиболее перспективными из органических растворителей является фреоны, а именно хлористый метилен, и трифтортрихлорэтан, который хорошо растворяет загрязнения. Низкий уровень поверхностного натяжения фреонов позволяет очищать детали сложных форм.

4.4.5 Влияние температуры жидкости

Эффективность очистки и кавитационная эрозия зависят от температуры жидкости, в которой происходит очистка. При повышении температуры растет давление паров и газов в кавитационных пузырьках и уменьшается сила удара при их смыкании. При этом растворенность газов в жидкости уменьшается и увеличивается количество кавитационных пузырьков и соответственно число ударов в единицу времени.

Эти противоположно действующие факторы и обуславливают оптимальный температурный интервал влияния кавитации на процесс очистки. Для каждой среды существует определенная температура, при которой эрозия достигает максимума. Наибольшее влияние на очистку в органических растворителях кавитация делает при температуре 15 - 20оС. При низких температурах загрязнения растворяются хуже. Наиболее благоприятной для эффективного действия ультразвуковой кавитации является температура рабочей жидкости 15 - 25 оС. Нужно отметить, что при снижении температуры ниже 15 оС нежелательно, так как на поверхности деталей может конденсироваться влага, что может привести к коррозии. Оптимальной температурой раствора при очистке стальных шлифованных деталей от жидкого машинного масла является 40 - 50 оС. Это подтверждается и тем, что при этих температурах возникает максимальная кавитация. А при очистке, например, деталей от полировочной пасты необходимо повысить температуру растворителя до 60 оС, потому что при этой температуре вязкость пасты уменьшается и облегчается её удаление.

С повышением температуры жидкости растворенность газов, которые находятся в жидкости и давление воздуха Р, в полости падает. При повышении температуры снижается порог кавитации, что приводит к увеличению числа кавитационных пузырьков и интенсивности процесса очистки. Вместе с этим в связи с повышением количества воздуха в пузырьках повышается их сжатие, что приводит к повышению интенсивности ударных волн и тем самым к повышению эрозии. При дальнейшем повышении температуры повышается количество воздуха в следствии значительного повышения давления насыщенного пара, давление в средине пузырька при максимальном радиусе увеличивается и ударная сила, у вместе с ней и эрозия. Опыты, проведенные при различных условиях, показали, что как эрозия, так и качество очистки сильно зависят от температуры рабочей жидкости, при этом существует определенный максимум при температуре 49 - 54оС.

4.5 Механизм разрушения загрязнений при помощи ультразвука

Разрушение загрязнений и пленок с помощью ультразвука можно условно разделить на 5 разновидностей: отслаивание, эмульгирование, эрозия, гидроабразивное отслаивание и растворение. Факторы, из которых состоит механизм разрушения, так же несколько: кавитация, радиационное давление, акустические эффекты. Разрушение, отделение и растворение плёнки загрязнения при ультразвуковой очистке происходит в результате совместного действия химически активной среды и факторов, которые возникают в среде, под действием ультразвуковых колебаний.

Технология ультразвуковой очистки распространена в различных областях промышленности. При помощи ультразвука сегодня очищают различные металлические, стеклянные, керамические, и другие детали. Разнообразие факторов, влияющих на специфические эффекты, которые обеспечивают очистку, указывает на сложность самого процесса.

Все действия, по очистке форсунок происходят по следующей схеме:

1) Проверка форсунок на двигателе методом отключения цилиндров.

2) Контрольная проверка на установке:

- в статическом режиме;

- в динамическом режиме;

3) Восстановление форсунок на установке.

4) Контрольная проверка после очистки на установке:

- в статическом режиме;

- в динамическом режиме.

Звуковые волны являются носителями энергии. Общее количество энергии, которое источник звука излучает в окружающее пространство за единицу времени, характеризует звуковую мощность источника. Звуковую мощность измеряют в Ватах.

Следует отметить, что для электроакустического преобразователя акустическая мощность меньше подводимой электрической мощности. Коэффициент полезного действия громкоговорителя динамического типа небольшой и составляет несколько процентов.

Использование децибел в акустике создает ряд неудобств. Интенсивность звуков, с которыми приходится иметь дело в современных условиях, могут отличаться в сотни миллионов раз - от тихого шепота до рева ракетных двигателей. Такой диапазон изменения акустических величин создает большие трудности при сопоставлении абсолютных значений. Использование логарифмических единиц существенно облегчает эту задачу, поскольку существенно сужается диапазон численных значений. Вторым, не менее важным обстоятельством, которое благоприятствовало широкому использованию децибел в акустике, объясняется способностью нашего уха воспринимать звуки, интенсивность которых различается в миллионы раз. Громкость звука при оценке его на слух возрастает приблизительно пропорционально логарифму интенсивности или звуковому давлению. Таким образом, уровень этих величин, выраженный в децибелах, достаточно близко отвечают громкости, воспринимаемой ухом.

4.6 очистка с демонтажем путем «проливки» форсунок очищающей жидкостью, и обеспечение условий кавитации

Такая очистка проводится на специальном стенде, что, как правило, совмещен со стендом проверки форсунок. Система управления стенда имитирует работу инжекторов на двигателе с той лишь разницей, что вместо топлива через форсунки протекает промывочная жидкость. Оператор, управляя частотой электрических колебаний клапана инжектора, помогает возникновению в канале подачи топлива кавитации. В результате происходит эффективное разрушение загрязнений каналов форсунки и промывки её сетчатого фильтра. Момент возникновения кавитации определяется визуально - выходящий из форсунки факел из - за шлаков преобретает коричневый оттенок.

Следует отметить, что данный метод по качеству очистки уступает ультразвуку и может использоваться как дополнительный.

Также некоторые стенды имеют функцию так называемой обратной промывки форсунок. Форсунки устанавливаются на стенд «вверх ногами» и из них вымываются остатки отложений, которые остались после применения других способов (например, ультразвуковой очистки). Как правило, функция обратной промывки применяется только для форсунок с верхней подачей топлива.

При приобретении стендов проверки/очистки форсунок обязательно уточнить, какие адаптеры входят в комплект. Так, например, некоторые стенды имеют адаптеры только для форсунок с вертикальной подачей топлива и не могут быть использоваться для форсунок, которые имеют боковую подачу.

После применения каждого из двух методов (связанных с демонтажем форсунок) рекомендуется ещё раз продуть каждую форсунку, а потом снова проверить все гидравлические параметры работы форсунок по схеме описанной выше. Форсунки, которые не достигли после очистки необходимых параметров проходят повторную очистку (с обязательной проверкой), или подлежат замене.

Отмечу, что одна технология очистки может заменить другую. Задача серьёзной станции иметь все необходимое оборудование и знать, в какой ситуации, какая технология наиболее эффективная. Также необходимо добавить, что уже появилось оборудование, в котором совмещаются несколько способов очистки и проверки.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПРЕДЛОЖЕННЫХ МЕТОДОВ

Для повышения продуктивности предложенного метода на были протестированы 3 комплекта форсунок. Форсунки восстанавливались двумя способами. Первый способ - очистки под давлением. Второй способ - безнасосный. При восстановлении форсунок применяли два режима: статический и динамический, описанные выше. При проведении эксперимента использовались различные типы жидкости, как отечественного, так и зарубежного производства. Все восстанавливающие воздействия на форсунки проходили по следующей схеме:

1) Проверка ДВС методом отключения цилиндров.

2) Контрольная проверка на установке в статическом режиме.

3) Восстановление форсунок на установке.

4) Заключительная контрольная проверка на установке в статическом режиме.

Схема восстановительного процесса, для всех комплектов форсунок одинаковая. С начала на автомобиле проводилась проверка методом отключения цилиндров двигателя. Затем рампа с форсунками снималась и устанавливалась на установку, выполнялась контрольная проверка. В этом режиме работает насос и форсунки находятся в постоянно открытом состоянии путем подачи на обмотку постоянного напряжения. Восстановление форсунок происходит в динамическом режиме когда форсунки работают в реальном режим, то есть в импульсном режиме, когда на их обмотки импульсами подается напряжение, которое приводит в движение электромагнит.

Метод представляет собой следующую последовательность операций:

1) снятие рампы с автомобиля для того, чтобы уменьшить число операций

2) установка форсунок на установку, при этом фильтры с форсунок не вынимают.

3) включение насоса для контрольной статической проверки на 30 секунд и для восстановления форсунок в динамическом режиме. Включение установки с работающим насосом. После очистки производим контрольную проливку, которая покажет, улучшилась ли пропускная способность каждой форсунки или нет. Подставляем мерные колбы под форсунки для учета объема налитого каждой форсункой.

Схема восстановления форсунок безнасосным методом похожа с восстановлением при помощи насоса. 1,2 пункты идентичные. Фильтры с форсунок не вынимают.

3) произвести контрольную проверку форсунок в статическом режиме при помощи насоса

4) отключить насос, так как он используется только для статической проверки форсунок. Сбросить давление путем включения форсунок. Через открытые форсунки топливо с рампы сольется, давление уменьшится и достигнет уровня атмосферного, при этом рампа будет наполнена технологической жидкостью.

5) устанавливаем колбы и включаем режим очистки и подбираем частоту.

6) подставляем мерные ёмкости, включаем насос, чтобы произвести контрольную статическую проливку на параметр продуктивности форсунок.

Бажано вибрати два режими динамічної проливки:

1) мінімальна частота і мінімальна подача;

3) середня частота і середня подача.

Режим максимальной мощности отвечает продолжительности впрыскивания 6 - 8 мс при частоте прохождения импульсов 100 Гц. Режиму максимальной частоты отвечает продолжительность 2 мс при частоте 270 - 300 Гц. Минимальная частота и минимальная подача соответствует продолжительности 2 мс и частоте 15 Гц.

Очистка форсунок производилась различными составами жидкостей. Виды технологических жидкостей:

1) сольвент каменноугольный;

2) сольвент нефтенной;

3) моющая жидкость Wynn's

Предлагается метод профилактического воздействия на форсунки, который подтвержден экспериментально, расчетным путем, приедложенная методика и установка, основана на этом принципе.

Форсунки, как и другие элементы системы топливоподачи, часто загрязняются и выходят из строя. Форсунки являются узлом, который подлежит восстановлению, поэтому ниже описана установка для восстановления форсунок.

Составными частями установки являются: рампа с форсунками, мерные ёмкости, специальные адаптеры, электронный блок управления для подачи управляющих импульсов на форсунку и максимальную частоту открытия клапана. Такие узлы должна иметь установка для реализации на ней следующих режимов:

1) статический режим, при котором проверяют статическую продуктивность форсунки, при постоянно действующем напряжении на форсунках одновременно проливают их все в мерные сосуды за 30 секунд и определяют, какое количество жидкости вылилось в ёмкость. Этот режим необходим как способ контроля.

2) динамический режим, при котором проливают форсунки, регулируя при этом продолжительность управляющих импульсов и частоту. Это режим восстановления.

В динамическом режиме на форсунку подают импульсы дискретно. Определить продуктивность в дискретном режиме не удается, зато можно проследить за равномерностью подачи форсунками в динамическом режиме, это не динамическая продуктивность - это проверка на равномерность подачи при динамическом режиме.

Статическую продуктивность форсунок проверяют в режиме статической контрольной проливки. Приспособления, необходимые для этого описаны ниже.

В результате экспериментального исследования было выявлено, что равномерность подачи форсунок в статическом и динамическом режиме могут отличатся. Причем, равномерность подачи в динамическом режиме может быть, как больше, так и меньше статической.

Для безнасосного метода экспериментально частота определяется по максимальной подаче жидкости. На установке устанавливают частоту и смотрят за скоростью вытекания жидкости в емкости. Если установили маленькую частоту, то жидкость вытекает медленнее. Если подобрать частоту и продолжительность, когда жидкость начинает достаточно интенсивно двигаться - оптимальный режим восстановления форсунок. Этот режим проходит с частотой близкой к ультразвуковой.

Остается вопрос о том, в каких пределах необходимо измерять частоту в динамическом режиме. Первая необходимость, возможность воплотить все эксплуатационные режимы. Известно, что в условиях эксплуатации продолжительность управляющего импульса изменяется от 2 мс до 20 мс. Установка должна позволять в этих пределах изменять продолжительность управляющего импульса. Частота вращения коленчатого вала в эксплуатационных режимах изменяется от 900 об/мин до 6000 об/мин. В перерасчете на Гц это составляет от 15 до 100 Гц. В режиме очистки частоты значительно выше и составляют 200 - 300 Гц.

Расчетное и экспериментальное исследование было проведено для того, чтобы определить эти границы частоты. Расчетным путем пожно подсчитать, какие частоты в установке можно задать, а подтвердить - в процессе восстановления по скорости вытекания жидкости. Изменяя частоту и продолжительность управляющих импульсов. Для данного класса форсунок, частота будет одинакова для всех форсунок. Таким образом, в процессе восстановления не нужно рассчитывать и определять частоту, установка должна обеспечивать эту функцию автоматически.

Так установка должна удовлетворять следующим требованиям: Частота должна изменяться от 15 до 300 Гц, продолжительность - от 2 до 20 мс, мерные колбы должны иметь объём не менее 100 мл.

Восстановление комплекта №1 (автомобиля Skoda Octavia 1.6)

После проверки форсунок на установке выяснилось, что все форсунки имеют разную пропускную способность и разбег составляет около 25%. Произвели проливку форсунок сольвентом на протяжении 4-ч часов. Практически ничего не изменилось. Пропускная способность улучшилась, но разбег остался в недопустимых пределах. После этого данный комплект форсунок прошел очистку на ультразвуковом стенде “LAUNCH - 602A”. Для очистки применили метод ультразвуковой очистки. Для этого применили моющую жидкость “Wynn's”. Производства Германии и последующий процесс очистки проводили с помощью этой жидкости. Объём жидкости составил 300 мл. Перед очисткой провели процесс проливки форсунок, в течении 15 секунд, для того, чтобы определить продуктивность каждой из них. Результат приведен в таблице 5.1

В процессе диагностирования важным показателем является равномерность подачи форсунок потому что, что другими способа регулировки можно добиться большей или меньшей цикловой подачи, но если форсунки впрыскивают неодинаковое количество топлива, то выровнять это никак не удастся. Производим процесс очистки. После чего проводим контрольную проверку производительность форсунок. Результаты очистки приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Результаты очистки комплекта форсунок № 1

№ форсунки	1	2	3	4
Результат производительности до очистки, мл	56	42	39	58
Результат производительности после очистки, мл	76	74	75	75



Рисунок 5.1 - Производительность форсунок до и после очистки

Восстановление комплекта форсунок №2 (Автомобиля MAZDA - 626)

По приведенной выше схеме восстанавливали комплект №2. Технологическая жидкость применяемая для этого комплекта та же.

Оценив пропускную способность каждой можно сделать вывод о том, что расхождение результатов присутсвует. Так, наприемр пропускная способность форсунки №4 составляет 20%, а на форсунке №3 почти на 50% от потенциально возможного. Пропускная способность других форсунок также отличаются. Результаты приведены в таблице 5.2.

Потом провели очистку форсунок ультразвуковым методом. Заключительным этапом провели контрольное измерение продуктивности форсунок. Общее время восстановления составило 46 минут. Результаты приведены в таблице 5.2. Очистка не принесла желаемых результатов. Комплект восстановлению не подлежит.

Таблица 5.2 - Результат восстановления комплекта форсунок №2

№ форсунки	1	2	3	4
Результат производительности до очистки, мл	46	57	34	65
Результат производительности после очистки, мл	72	78	45	74

Рисунок 5.2 - Производительность форсунок до и после очистки

Восстановление комплекта форсунок №3(автомобиля Mercedes - Benz E - 200)

По приведенной выше схеме восстанавливали комплект №3. Технологическая жидкость применяемая для этого комплекта та же.

Оценив пропускную способность каждой можно сделать вывод о том, что расхождение результатов присутсвует. Потом провели очистку форсунок ультразвуковым методом. Заключительным этапом провели контрольное измерение продуктивности форсунок. Общее время восстановления составило 52 минуты. Результаты приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3 - Результат восстановления комплекта форсунок №3

№ форсунки	1	2	3	4
Результат производительности до очистки, мл	68	65	73	70
Результат производительности после очистки, мл	72	76	75	78

Рисунок 5.3 - Производительность форсунок до и после очистки

Все процедуры по восстановлению производились без снятия входных фильтров, это означает что загрязнения, которые находятся внутри форсунки перемещаются, при обратном движении жидкости - ближе к фильтру, при прямом направлении - от фильтра к распылителю и не удаляются с форсунки. Общее состояние форсунок улучшается, но загрязнения, которые там были, могут не удалится. Эти загрязнения, находясь между иголкой и корпусом распылителя, влияют на коэффициент трения и на скорость перемещения иглы форсунки.

6. ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ТЕХНИКЕ БЕЗОРАСНОСТИ СЛЕСАРЯ ПО РЕМОНТУ АВТОМОБИЛЕЙ.

6.1 Общее положение

Действие этой инструкции распространяется на все предприятия, выполняющие техническое обслуживание и ремонт автомобилей.Требования этих Правил обязательны для исполнения всеми работниками при организации и выполнении работ, связанных с ТО и ремонтом автомобилей.

Настоящая инструкция составлена на основании нормативно - правовых актов действующих в Украине, «Закона об охране труда» и устанавливает требования по охране труда при выполнении ремонтных работ слесарем по ремонту автомобилей.

Работники предприятия обязаны знать и выполнять требования инструкции по охране труда, правила поведения с транспортными средствами, машинами, механизмами, оборудованием и другими средствами производства, уметь пользоваться средствами коллективной и индивидуальной защиты.

К работе допускаются лица, изучившие технологическую документацию по данному виду ремонта, инструкции по правилам работы на применяемом оборудовании и прошедшие инструктаж по охране труда.

Лица, не выполняющие требования настоящей инструкции, привлекаются к ответственности в соответствии с действующим законодательством.

Слесарь по ремонту автомобилей выполняет работы, связанные с разборкой, ремонтом, сборкой и диагностикой узлов и агрегатов автомобиля.

Рабочее место слесаря по ремонту автомобилей включает в себя:

- специализированное оборудование,

- подъёмные механизмы;

- набор слесарного инструмента;

- набор специнструмента и приспособлений;

- стол слесарный с тисками;

- гайковерт;

- емкости для слива ГСМ, тормозной и охлаждающей жидкости;

- эксплуатационные материалы, необходимые при выполнении работ;

- технологическую документацию на виды выполняемых работ.

При выполнении работ должны соблюдаться требования соответствующих инструкций по охране труда:

- ДНАОП 0.00-5.24-01 инструкция по охране труда во время выполнения работ инструментами и приспособлениями;

- инструкция по охране труда № 206 для слесаря механосборочных работ моторного производства;

- инструкция по охране труда №267 при эксплуатации, ремонте и обслуживании пневматических и ручных электрических машин.

К работе, связанной с ремонтом автомобилей допускаются лица, достигшие 16 лет, прошедшие медицинский осмотр, имеющие специальное образование, прошедшие первичный инструктаж по охране труда, освоившие безопасные методы и приемы работы на рабочем месте. Допуск к работе лиц, не прошедших обучение, инструктаж, стажировку и проверку знаний по охране труда, запрещается. К самостоятельной работе допускаются лица прошедшие проверку знаний по охране труда распоряжением по подразделению.

Слесарям по ремонту автомобилей, не достигшим 18 лет запрещается выполнять работы, связанные с:

- применением грузоподъемных механизмов;

- работой на прессах;

- пневматическим инструментом;

- работой на высоте.

Слесарям по ремонту автомобилей:

0 Разрешается выполнять только ту работу, которая поручена бригадиром, мастером или лицом их замещающим.

1 При получении новой работы (незнакомой), требовать от бригадира, мастера или лица их замещающего проведения инструктажа по охране труда.

2 На территории, предназначенной для ремонта автомобилей, быть внимательными к сигналам, подаваемым водителями движущихся транспортных средств.

3 Не переходить дорогу перед движущимся транспортом.

4 Не находиться под поднятым грузом.

5 Курить разрешается только в специально отведенных для этого местах.

6 Находясь около кислородных баллонов, доли масла с кислородом - взрывоопасно.

7 Запрещается прикасаться к токоведущим частям электрооборудования, клеммам и электроприводам. Не открывать дверцы электрошкафов. При необходимости обращаться к лицу имеющему допуск по работе с електроустановками.

8 При работе с другими рабочими - точно выполнять распоряжения руководителя, назначенного на период совместной работы.

9 Помещения где предусмотрена работа двигателя автомобиля, должны быть укомплектованы системой вытяжки газов с гибким трубопроводом.

0 Установка и снятие деталей и узлов с транспортного средства, а также приспособлений весом более 20 кг должны производить при помощи грузоподъемных механизмов, оборудованных специальными захватами.

1 Узлы и агрегаты, снятые с автомобиля должны быть надежно уложены на подставки и стеллажи, исключающие возможности их падения.

2 Содержать в чистоте рабочее место на протяжении всего рабочего времени, не загромождать его деталями, узлами, агрегатами и посторонними предметами.

3 На территории ремонтной зоны выполнять следующие правила:

- выполнять требования предупредительных плакатов и таблиц;

- не включать и не останавливать оборудование, работа на котором Вам не поручена;

- не прикасаться к находящимся в движении механизмам;

- обходить переносные электрические провода, лежащие на полу.

4 Слесарь по ремонту автомобилей обеспечивается спецодеждой и другими средствами индивидуальной защиты, согласно типовым отраслевым нормам бесплатной выдачи спецодежды и нормативно-правовым актам по охране труда, технологической документации на выполнение работ.

5 При получении травмы обратиться в медицинский пункт и сообщить о травме вышестоящему руководителю.

6 Соблюдать правила личной гигиены:

- содержать в чистоте рабочую одежду и обувь;

- хранить и принимать пищу в специально оборудованных для этого местах.

7 Техническое обслуживание и ремонт автомобилей выполнять в соответствии с Положением о ТО и ремонте автомобилей и согласно технологической документации.

6.2. Требования к безопасности перед началом работы.