Как регулировочные шайбы влияют на AHE, воздушный зазор, ход иглы и дозу впрыска

При ремонте форсунки Common Rail замена одной регулировочной шайбы может одновременно изменить внутренние ходы деталей, предварительное усилие пружин и реакцию при впрыске. Перед подбором шайбы необходимо определить место её установки, деталь, на которую она воздействует, и соответствующий измеряемый параметр.

Статья в основном посвящена электромагнитным форсункам Common Rail, для которых предусмотрена технология ремонта. Основным открытым источником сведений о конструкции служат материалы по Bosch CRI/CRIN. Пьезоэлектрические форсунки и другие конструкции требуют собственных процедур ремонта. Здесь объясняются связи между параметрами без универсальных значений толщины шайб, допусков или величин корректировки для разных моделей.

1. Сначала определите назначение каждой шайбы

В официальной брошюре Bosch по шайбам Stage-3 отдельно перечислены регулировочные детали для хода якоря, остаточного воздушного зазора, хода иглы распылителя и усилия пружин. Там же указаны подходящие серии форсунок. Похожие с виду детали могут выполнять совершенно разные функции. Источник: брошюра Bosch по шайбам CRI/CRIN Stage-3

Таблица помогает различать функции. По ней нельзя определить, нужна ли в конкретном месте шайба большей или меньшей толщины. Направление регулировки устанавливают по конструкции и ремонтным данным конкретной модели.

2. Что показывает AHE?

AHE, также обозначаемый AHe, происходит от немецкого Ankerhub elektrisch и обычно означает ход якоря, измеренный при электрическом управлении. В исследовании форсунок Bosch CRI1 различают механически измеренный AH и измеренный при электрическом управлении AHe; в рассматриваемой конструкции измерение связано с ходом шарика управляющего клапана. Источник: исследование испытаний форсунок Common Rail, терминология и описание измерений

При оценке AHE важны три различия:

• Ход якоря или управляющего клапана и ход иглы распылителя — разные измеряемые параметры.
• Ход означает расстояние перемещения, а время отклика — длительность действия. Один параметр не заменяет другой.
• Результат измерения при электрическом управлении следует толковать в условиях, заданных методикой. Он не является прямым измерением фактического движения при любом давлении в рампе.

Регулировочная деталь хода якоря задаёт диапазон движения соответствующего механизма, меняя размерные соотношения в сборке. В патенте Bosch по регулировке хода якоря подбор шайбы основан на фактически измеренных размерах деталей и целевом ходе с учётом заданных условий нагружения и закрепления. Источник: патент Bosch EP1744054B1 о регулировке хода якоря

Если результат измерения отклоняется от заданного значения, сначала проверьте оснастку, нулевую установку измерителя, способ нагружения и состояние сборки. Затем подбирайте деталь по применимой технологии. Без данных для конкретной модели нельзя надёжно пользоваться общим правилом «изменить толщину шайбы на величину отклонения».

3. Воздушный зазор влияет на условия движения якоря

При обсуждении воздушного зазора нужно указывать состояние, в котором он измерен. Зазор при закрытом положении якоря и остаточный зазор после достижения заданного конечного притянутого положения нельзя смешивать. Bosch обозначает остаточный воздушный зазор как RLS; он определяется взаимным положением якоря и магнитопровода в заданном состоянии. Источник: патент Bosch EP3317890B1 на магнитный узел

Детали, связанные с остаточным зазором, могут также влиять на повторяемость работы. В другом патенте Bosch описан определённый плавающий диск воздушного зазора: из-за гидравлического прилипания могут изменяться время закрытия якоря и доза впрыска. Поэтому при осмотре важны толщина, состояние контактных поверхностей и положение детали. Источник: патент Bosch EP3014109B1 на магнитный узел

Эти патенты объясняют механизмы работы конструкции, но не устанавливают ремонтных пределов для всех моделей. При ремонте нужно восстановить заданный зазор, затем повторно проверить затронутые ходы и характеристики впрыска.

4. Проверяйте ход иглы и предварительное усилие пружины отдельно

Ход иглы показывает, на какое расстояние игла распылителя отходит от седла. Если конструкция предусматривает регулируемое ограничение хода, изменение размера соответствующей детали может изменить максимально допустимый ход. Шайба пружины распылителя регулирует предварительное усилие этой пружины после сборки. На схеме и в информации о деталях Bosch эти функции обозначены отдельно. Источник: схема форсунки Bosch CRI2

Максимально допустимый ход следует отличать от хода, фактически достигнутого при отдельном впрыске. При коротком времени подачи сигнала игла может начать закрываться до достижения максимального хода. В экспериментальном исследовании электромагнитной дизельной форсунки выявлена нелинейность впрыска в области коротких импульсов, связанная с тем, что игла не достигает полного подъёма. Источник: исследование гидравлического взаимодействия при многократных впрысках электромагнитной форсунки

Следовательно, соответствие максимального хода нормативу само по себе не подтверждает соответствие предварительного впрыска, режима холостого хода и основного впрыска. Увеличение допустимого максимального хода также не гарантирует роста дозы во всех контрольных точках.

5. Почему правило «толще шайба — больше топлива» ненадёжно

Доза за один впрыск зависит от изменения расхода в течение всего события. Регулировочная шайба может влиять на открытие, закрытие или диапазон перемещения. На конечный результат также влияют давление в рампе, условия управления и внутренняя гидравлика.

В экспериментальном исследовании электромагнитных форсунок Denso Common Rail рассмотрена связь регулировочных шайб с дозой на холостом ходу, а результаты описаны нелинейной моделью. Исследование подтверждает необходимость оценивать влияние регулировки для конкретной конструкции и условий испытаний: тенденцию для одной модели нельзя напрямую переносить на другую. Источник: экспериментальное исследование регулировки дозы впрыска

При ремонте избегайте следующих автоматических выводов:

• Низкая доза в одной точке испытаний обязательно означает недостаточный ход иглы.
• Если основной впрыск соответствует норме, предварительный впрыск и холостой ход также в норме.
• Если AHE в норме, проверять слив, герметичность и дозу впрыска уже не требуется.
• Если после замены шайбы улучшился один результат, ремонт завершён.

Износ, повреждение седла клапана и неисправности пружин требуют отдельного внимания. В материалах Bosch по восстановлению указано, что состояние клапанного узла и пружин влияет на процесс впрыска и обратный слив. Замена шайбы не заменяет выявление и устранение этих неисправностей. Источник: брошюра Bosch eXchange по системам Common Rail

6. Как организовать измерения и повторные испытания?

Следующая последовательность работ составлена на основе приведённых выше сведений о конструкции и исследований испытаний. В работе следует руководствоваться процедурой для точной модели форсунки.

1. Уточните модель и объём допустимого ремонта

Запишите полный номер детали. Уточните, какие узлы допускается ремонтировать, какие детали подходят, какие методы измерений и программы испытаний требуются. Похожий внешний вид или общая марка не заменяют эти сведения.

2. Сохраните исходные результаты до регулировки

В предписанных условиях запишите дозу впрыска, обратный слив, а также результаты соответствующих электрических проверок и проверки герметичности. При разборке зафиксируйте положение и фактический размер каждой регулировочной детали и связанные измерения хода. Сначала обработайте явно повреждённые компоненты согласно технологии ремонта.

3. Измеряйте и подбирайте шайбы предписанным способом

Используйте подходящую оснастку, измерительные приборы и заданные условия управления и нагружения. Перед измерением очистите контактные поверхности и проверьте нуль. Не считайте размер на упаковке фактическим размером уже использованной шайбы и не приравнивайте разрешение дисплея прибора к точности измерения.

4. После регулировки повторно проверьте связанные параметры

Выполняйте регулировку и затяжку в порядке производителя, записывая каждое изменение. После замены детали, связанной с ходом якоря или воздушным зазором, повторно измерьте затронутые размеры согласно методике. Проверяйте и другие параметры, связанные с выполненной регулировкой.

5. Проведите предписанные испытания на стенде

Повторите испытания дозы впрыска, обратного слива, герметичности и другие проверки, требуемые для этого номера детали, при заданных давлениях в рампе и длительностях управляющего сигнала. Если результаты меняются, выясните причину и подтвердите повторяемость, сохранив не только один результат, попавший в допуск.

Заключение

Регулировочные шайбы связывают размеры собранного узла с характеристиками впрыска. Для надёжного ремонта нужно определить назначение каждой регулировочной детали, восстановить размеры и усилия по данным конкретной модели и проверить впрыск на стенде.

AHE, остаточный воздушный зазор, ход иглы и дозу впрыска следует оценивать вместе. Измерения размеров помогают выполнить регулировку; испытания в разных рабочих условиях подтверждают результат ремонта.