柴油機共軌電控噴射系統故障診斷方法探討

孫鵬

摘 要：柴油機共軌電控燃油噴射系統具有改善低溫起動性；降低氮氧化物和煙度排放；提高發動機的動力性和經濟性；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動機上得到廣泛應用。

關鍵詞：柴油機共軌電控；噴射系統故障；診斷方法

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

0 引言

為解決噴射系統柴油機共軌電控難診斷問題，采用數控電控噴射的方法，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速、電壓、電控液溫度、電控液壓力完成的數據記錄與分析。

得出優化的診斷數據，為工作電壓24V，電控液溫度34℃，陰極轉速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診斷。

1 正交診斷方案設計

影響電控噴射的工藝參數有很多，每個工藝參數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，并且分析這些結果的主次，從而優化工藝參數。

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，得到一定的規律，進而優化診斷參數。

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，通過手搖脈沖發生器微調來回移動，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。

設定好主軸轉速，進給量等參數，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，選擇每組數據平均值的最大者，得出優化水平是A1B4C2D3，即工作電壓24V，電控液溫度34℃，陰極轉速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故障診斷方法的應用

傳統故障診斷行業積累了大量豐富的經驗，就機械噴射而言，光是診刀就有好多種，并且由傳統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多種工具的診斷。傳統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，通過傳統的機床加上電控液系統，還有過濾系統，通過電化學反應達到有效的去除材料，通過傳統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據，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℃，陰極轉速2000rpm，電控液壓力2.1MPa時，是優化的診斷數據，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作為一種新型的診斷技術，有效提高了系統柴油機共軌電控材料的表面粗糙度和工件診斷的效率。這種技術不僅應用與航空航天，而且已經廣泛應用于各生活的個領域中。

3 結論

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，如何優化并且修正復合陰極的磨頭參數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，在診斷過程中的間隙大小，是否會影響診斷結果，如何優化得到最合適的診斷間隙，并且診斷間隙對于其他的系統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生的氮氣如何更好的利用，還需要進一步優化系統設計。

參考文獻：

[1]王亮.柴油機共軌電控噴射系統故障診斷方法探討[J].河北農機，

2017（07）.

[2]韓旭.共軌式電噴柴油機的主要技術及優勢[J].黑龍江科技信息，

2011（16）.