1. Consideraţii generale
Formarea amestecului, autoaprinderea şi arderea la motoarele diesel depind esenţial de calitatea procesului de pulverizare. Cea mai solicitată piesă a echipamentului de injecţie – care are şi durata de funcţionare cea mai scăzută – este pulverizatorul. Actualmente, testarea acestora se realizează prin demontarea de pe motor şi încercarea manuală pe standuri specializate. Aprecierea calităţii pulverizatorului se face auditiv şi vizual, în funcţie de experienţa în domeniu a celui care realizează operaţia.
2. Instalaţia experimentală
Analizând procesul de pulverizare se constată că energia combustibilului ce părăseşte pulverizatorul se distribuie astfel (figura 1): o parte EM o reprezintă energia mecanică consumată pentru formarea picăturilor, o altă parte EC se regăseşte sub formă de energie cinetică a picăturilor de combustibil, iar restul se disipează sub forma unor unde elastice (vibraţii) EV care însoţesc procesul de pulverizare.
3. Prezentarea unor rezultate relevante pentru posibilităţile metodei
Metoda de determinare a permis individualizarea precisă a vibraţiilor pulverizatorului în timpul funcţionării. În continuare sunt disponibile diagramele semnalelor brute recepţionate de la traductor.
În figura 2 este prezentat semnalul obţinut de la un pulverizator RO-DN OSD 130 de bună calitate, pentru 4 injecţii succesive.
Semnalul corespunzând unei singure injecţii este prezentat în figura 3.
Comparativ cu acesta este de remarcat semnalul obţinut pentru acelaşi tip de pulverizator, dar care prezintă uzuri datorate funcţionării (figura 4). Neetanşeitatea dintre ac şi sediu se traduce, în acest caz, printr-un nivel mic al amplitudinii vibraţiilor.
Următoarea fază a constituit-o prelucrarea acestor semnale în vederea obţinerii maximului de informaţii. În figurile 5a şi 5b apare reprezentarea grafică a semnalului numeric ce cuprinde 3.255 de puncte rezultate în urma eşantionării semnalului din figurile 3 şi respectiv 4.
Pentru a se putea face o apreciere obiectivă a calităţii pulverizării, semnalul numeric este prelucrat, obţinându-se înfăşurătoarea amplitudinilor (figurile 6a şi 6b)
şi realizându-se analiza în frecvenţă cu ajutorul transformatei Fourier rapide (figurile 7a şi 7b).
În practica curentă de verificare a calităţii procesului de pulverizare s-a folosit o metodă comparativă. Astfel, pentru un anumit tip de pulverizator se poate defini un semnal etalon care urmează să fie memorat într-un fişier. Semnalul pulverizatorului verificat este comparat cu semnalul etalon utilizând criterii de analiză în cascadă. Comparaţia are un rezultat favorabil dacă toate criteriile au fost îndeplinite.
Concluzii
Metoda de testare prezentată face parte din cadrul metodelor neinvazive. Toate informaţiile referitoare la pulverizator sau la procesul de injecţie se culeg prin intermediul unor senzori externi, ataşaţi pe instalaţia de injecţie.
Cercetările experimentale au evidenţiat posibilitatea individualizării semnalului produs de pulverizator, obţinându-se – prin analiza numerică ulterioară a acestuia – rezultate aplicabile în practica curentă. Testele făcute pe un motor monocilindric CFR au arătat că semnalul captat de la pulverizator în timpul funcţionării motorului este similar cu cel obţinut pe stand. Acest lucru face posibilă testarea calităţii procesului de pulverizare direct pe motor.
Metoda folosită este deosebit de sensibilă. Analiza unui grup mai mare de pulverizatoare noi a permis sortarea acestora după semnalul emis comparativ cu semnalele obţinute de la pulverizatoare BOSCH originale. Pulverizatoarele româneşti al căror semnal diferă de semnalul etalon al celor de tip BOSCH prezintă – probabil – abateri de execuţie (ipoteză în curs de verificare).
Metoda prezentată poate fi utilizată atât de producătorii de echipamente de injecţie cât şi de unităţile de service auto. Ea elimină subiectivismul în testarea pulverizatoarelor, se poate realiza automat de către calculator, iar în final poate fi emis un buletin de încercare.
În afară de testarea pulverizatoarelor, cercetările experimentale au relevat unele corelaţii existente între caracteristicile semnalului şi presiunea de injecţie sau debit, aceste elemente fiind în studiu pentru realizarea unui tester complex pentru echipamentul de injecţie.
Bibliografie:
Boncoi, J.; Turcoiu, T.: Cercetări experimentale privind influenţa toleranţelor de fabricaţie şi a geometriei elementului de refulare asupra neuniformităţii debitului la pompele de injecţie de mărime A, Construcţia de Maşini, 12, 1980.
Stockner, A. R.; Flinn, M. A.; Camplin, F. A. (Caterpillar Inc.): Development of the HEUI Fuel System-Integration of Design, Simulation, Test and Manufacturing, SAE Paper No. 930271, 1993.
Stockner, A. R.; Flinn, M. A.; Camplin, F. A. (Caterpillar Inc.): A New Direction for Diesel Engine Fuel System, SAE Paper No. 930270, 1993.
Chen, C.; Veshagh, A.: A Simple Unified Fuel Spray Model, SAE Paper No. 930923, 1993.
Russell, M. F.; Young, C. D.; Nicol, S. W.: Modulation of Injection Rate to Improve Direct Injection Diesel Engine Noise, SAE Paper No. 900349, 1992.
Neacşu, S.: Studiul fenomenelor tranzitorii din circuitul de înaltă presiune al echipamentului de injecţie, Teză de doctorat, Universitatea Petrol-Gaze, Ploieşti, 1997.
