Експериментальне дослідження пульсацій тиску палива в паливній рампі двигуна для діагностики паливної системи

Abstract

Мета – експериментальне дослідження пульсацій тиску палива в паливній рейці бензинового двигуна внутрішнього згоряння та оцінювання можливості їх використання як незалежного діагностичного параметра технічного стану паливної системи без доступу до даних штатного електронного блока керування двигуном. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю створення простих та інформативних методів оперативної діагностики форсунок в експлуатаційних умовах, коли використання спеціалізованого стендового обладнання є неможливим або економічно недоцільним. Методика. Для проведення експериментальних досліджень розроблено автономний апаратно-програмний комплекс на базі високопродуктивного мікроконтролера Arduino Portenta H7, який забезпечує синхронізований високошвидкісний запис сигналів тиску в паливній рейці, струму керування форсункою та фазового сигналу датчика положення колінчастого валу з частотою дискретизації 32 кГц. Реєстрація сигналів здійснювалась у реальних умовах роботи двигуна без втручання у штатні електричні ланцюги. Експеримент виконано на бензиновому двигуні Z18XE у режимах холостого ходу, середнього навантаження, а також у режимах з імітацією несправності шляхом відключення однієї форсунки. Результати. Отримані часові осцилограми пульсацій тиску мають чітко виражену та стабільну періодичну структуру, що безпосередньо відповідає циклам упорскування палива. Встановлено, що зі зростанням навантаження двигуна спостерігається закономірне збільшення амплітуди пульсацій та зміна їх частотних характеристик. У режимах з відключеною форсункою зафіксовано характерні спотворення форми сигналу, зокрема пропуски імпульсів, асиметрію хвильової структури та зменшення амплітуди окремих компонентів, що дозволяє однозначно ідентифікувати порушення у роботі паливної системи. Наукова новизна. Уперше експериментально підтверджено можливість використання динамічних пульсацій тиску в паливній рейці бензинового двигуна як самостійного та інформативного діагностичного параметра без залучення сигналів електронного блока керування. Практична значимість. Отримані результати створюють науково-методичну основу для розроблення автоматизованих алгоритмів оцінювання технічного стану форсунок, а також для створення прикладних діагностичних систем, придатних для використання в умовах експлуатації та сервісного обслуговування транспортних засобів.