柴油機共軌電控噴射系統(tǒng)故障診斷方法探討

孫鵬

摘 要：柴油機共軌電控燃油噴射系統(tǒng)具有改善低溫起動性；降低氮氧化物和煙度排放；提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性；油耗低，故障率低，便于控制渦輪增壓等特點，在汽車和工程機械發(fā)動機上得到廣泛應用。

關鍵詞：柴油機共軌電控；噴射系統(tǒng)故障；診斷方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.037

0 引言

為解決噴射系統(tǒng)柴油機共軌電控難診斷問題，采用數(shù)控電控噴射的方法，因為不受工件材料本身力學性能的限定，并且診斷速率比較快，診斷面無內(nèi)應力、毛刺、變形，可以達到很好的診斷面的粗糙度，陰極損壞較小。

在數(shù)控電控復合診斷機床上，進行高溫柴油機共軌電控710的噴射實驗研究。通過五軸聯(lián)動工作臺完成工具陰極的進給，并且設計出復合陰極，診斷出復合陰極。通過正交診斷對陰極轉(zhuǎn)速、電壓、電控液溫度、電控液壓力完成的數(shù)據(jù)記錄與分析。

得出優(yōu)化的診斷數(shù)據(jù)，為工作電壓24V，電控液溫度34℃，陰極轉(zhuǎn)速2000rpm，電控液壓力2.1MPa。此時的進給速度為50mm/min，最大平均去除量可以達到0.068mm。

研究實診斷表明：電控噴射診斷作為機械噴射診斷的補充，在對難診斷材料時可以實現(xiàn)診斷。

1 正交診斷方案設計

影響電控噴射的工藝參數(shù)有很多，每個工藝參數(shù)對其的影響程度也不同，所以我們可以通過正交診斷對比這些影響的因素，并且分析這些結(jié)果的主次，從而優(yōu)化工藝參數(shù)。

這次診斷選擇4個因素有工作電壓（V）、電控液溫度（℃）、電控液壓力（Mpa）和陰極進給轉(zhuǎn)速（rpm），每個因素取5個水平。一般正交診斷設計就是對多種因素水平進行研究，分析研究對象在這些因素的變化特點，診斷具有均化分散、齊整可比的特點，并選取以上四個有特征的點進行診斷研究，得到一定的規(guī)律，進而優(yōu)化診斷參數(shù)。

L （） 表示有25個橫行 最多允許安排4個因素 每個因素有5個水平。

診斷陽極試件采用的是不銹鋼的陰極刀具，長度有59mm球頭直徑是8mm，裝夾在夾持的夾具里面并旋緊，然后裝夾如上圖所示的機床主軸上。

要診斷的系統(tǒng)柴油機共軌電控通過夾具安裝在機床上，通過安裝外噴噴頭，將電控液噴到工件表面，機床的周圍用透明幕布擋著，防止診斷過程的電控液會噴出，灼傷人體。

首先通過螺栓、固定塊、墊片和螺母將被診斷件兩邊旋緊固定住，然后將水平儀固定在主軸上，表面貼著工件，通過手搖脈沖發(fā)生器微調(diào)來回移動，看表指針的變化，當它的變化范圍允許時，說明就對好坐標系了。

然后將工件進行對刀，并將要診斷的程序輸入機床。

設定好主軸轉(zhuǎn)速，進給量等參數(shù)，然后打開電源進行診斷。

分析以上各因素對去除量的影響，由表格可以看出，電壓的極差最大，說明電壓的這個因素對于診斷的影響最大，也是影響本次診斷的主要因素。具體診斷如下：（1）每完成一組診斷，應立即關掉電源，防止測量過程中，游標卡尺碰到工件時導電傷害人體；（2）診斷完成后，選擇每組數(shù)據(jù)平均值的最大者，得出優(yōu)化水平是A1B4C2D3，即工作電壓24V，電控液溫度34℃，陰極轉(zhuǎn)速2000rpm，電控液壓力2.1MPa。并且當電壓達到24V時，去除量可以達到0.068mm，此時的進給速度為50mm/min。

2 柴油機共軌電控噴射系統(tǒng)故障診斷方法的應用

傳統(tǒng)故障診斷行業(yè)積累了大量豐富的經(jīng)驗，就機械噴射而言，光是診刀就有好多種，并且由傳統(tǒng)的柴油機到立式柴油機、臥式柴油機，再到后來的診斷中心，不同的診斷編程就可以實現(xiàn)多種工具的診斷。傳統(tǒng)柴油機在診斷一些普通材料，像鋁棒等一些硬度不是很高的材料時，能夠診斷精度的要求，通過一開始的粗診、精診、在磨診、最后拋光可以得到表面粗糙度很低的工件，但是這一過程往往比較長。而對于新型的難診斷材料，傳統(tǒng)的噴射診斷不能很好地診斷此類零件，并且需要重新制作或者購買更高硬度的刀具來診斷，硬碰硬的診斷往往會產(chǎn)生很大的切削力，并且刀具的磨損也特別嚴重，所以如何利用更好的診斷方法診斷特殊材料成為人們研究的課題。

電控機械復合噴射是在電化學的理論基礎提出的一種復合方法，通過傳統(tǒng)的機床加上電控液系統(tǒng)，還有過濾系統(tǒng)，通過電化學反應達到有效的去除材料，通過傳統(tǒng)的噴射即復合陰極表面的金剛砂顆粒來磨掉反應過程中產(chǎn)生的鈍化膜，這種診斷方法不僅效率高，而且可以保證零件診斷表面的粗糙度精度要求。本文通過大量的期刊調(diào)查還有各種碩士論文的查閱，介紹了診斷時的專用夾具以及復合陰極的設計。并且在此的基礎上，提出了新型復合電控機械柴油機。通過正交診斷得到最后的診斷數(shù)據(jù)，即影響噴射診斷去除量的最重要的因素是診斷時電壓的大小，并且在工作電壓24V，電控液溫度34℃，陰極轉(zhuǎn)速2000rpm，電控液壓力2.1MPa時，是優(yōu)化的診斷數(shù)據(jù)，此時的進給速度為50mm/min，最大平均去除量可以達到0.068mm。電化學噴射診斷技術(shù)作為一種新型的診斷技術(shù)，有效提高了系統(tǒng)柴油機共軌電控材料的表面粗糙度和工件診斷的效率。這種技術(shù)不僅應用與航空航天，而且已經(jīng)廣泛應用于各生活的個領域中。

3 結(jié)論

本文對電化學噴射診斷進行了簡單的診斷研究，基于電化學診斷原理設計出診斷診斷平臺以及該診斷平臺的組成。對影響電化學噴射診斷電的一些特性參數(shù)進行了診斷性的研究。但是，仍然有一些不足及新的問題需要繼續(xù)學習和探索研究：

（1）電控噴射診斷過程中，不同的陰極磨頭不僅會影響工件的表面質(zhì)量，而且還有診斷精度。診斷中的磨頭會有輕微變形，在診斷復雜型面時，如何優(yōu)化并且修正復合陰極的磨頭參數(shù)還需要更多的診斷去完成。

（2）還要更進一步的完成工藝參數(shù)，在診斷過程中的間隙大小，是否會影響診斷結(jié)果，如何優(yōu)化得到最合適的診斷間隙，并且診斷間隙對于其他的系統(tǒng)柴油機共軌電控材料能否適用，都需要進一步的探索。并且如果間隙過小的話，可能發(fā)生短路。應該如何設置電路保護裝置同樣需要改進。

（3）本診斷只進行了基礎的GH710柴油機共軌電控的診平面，如何通過程序達到診不同的復雜形狀的表面，還有診斷過程中產(chǎn)生的廢物，廢氣等處理問題。診斷過程中硝酸鈉與柴油機共軌電控反應產(chǎn)生的氮氣如何更好的利用，還需要進一步優(yōu)化系統(tǒng)設計。

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