Ocena czystości wtryskiwaczy silników wysokoprężnych

1. Wprowadzenie

Samochód jest tylko tak dobry i niezawodny, jak jego najsłabszy element. Dlatego przedsiębiorstwa z branży motoryzacyjnej muszą przestrzegać rygorystycznych norm w odniesieniu do każdej części. Producenci muszą również brać pod uwagę wymagania w takich obszarach, jak redukcja emisji zanieczyszczeń i zużycia paliwa, trwałość użytkowa oraz obowiązujące normy i przepisy. Coraz większa złożoność części i podzespołów samochodowych wymusza na producentach szczególną dbałość o zapewnienie właściwej charakterystyki materiałów, zachowanie tolerancji montażowych i czystości technicznej. Wszystkie te czynniki mają duży wpływ na wytrzymałość i trwałość użytkową końcowego produktu. Zanieczyszczenia w postaci cząstek stałych są bezpośrednim zagrożeniem dla niezawodności podzespołów, zwłaszcza tych złożonych z komponentów pochodzących od różnych dostawców. Gdy układy i podzespoły kurczą się, nawet najmniejsza cząstka może doprowadzić do katastrofalnej awarii. Dlatego tak ważna jest ocena czystości technicznej i struktury części oraz cieczy.

2. Zastosowanie

Wtryskiwacz silnika wysokoprężnego to niezwykle ważna część, która wymaga ekstremalnej dokładności wykonania. Wtryskiwacz ma małą dyszę (o średnicy od 50 do 250 μm), przez którą olej napędowy jest wtryskiwany pod wysokim ciśnieniem do komory spalania w silniku (Rysunek 1). Niedrożność dyszy spowodowana przez zanieczyszczenia powoduje spadek sprawności silnika lub uszkodzenie wtryskiwacza. Kontrola czystości wtryskiwaczy silników wysokoprężnych należy do najważniejszych etapów produkcji tych podzespołów i zapobiega uszkodzeniom silnika spowodowanym przez opiłki metalu i inne zanieczyszczenia.

Rysunek 1. Schemat wtryskiwacza silnika wysokoprężnego.

Liczenie cząstek zanieczyszczających jest ważną metodą oceny czystości wtryskiwaczy. Najpierw cząsteczki zanieczyszczające usuwa się za pomocą natryskiwanej cieczy lub kąpieli ultradźwiękowej. Następnie ciecz z wypłukanymi zanieczyszczeniami jest filtrowana przez membranę w celu zebrania cząstek. Przed dalszą analizą membranę filtru suszy się. Po przygotowaniu próbki cząstki wychwycone na powierzchni filtru są badane za pomocą mikroskopu (Rysunek 2). Dane uzyskane w wyniku ilościowej oceny rozmiarów i liczby cząstek muszą zostać przeanalizowane i ocenione zgodnie z normami branżowymi w celu określenia poziomu czystości technicznej wtryskiwacza.

Rysunek 2. Proces kontroli czystości wtryskiwacza silnika wysokoprężnego.

3. Rozwiązanie firmy Olympus

System kontroli czystości technicznej Olympus CIX100 to specjalistyczne rozwiązanie „pod klucz” dla producentów, którzy muszą kontrolować czystość kluczowych podzespołów, zapewniać ich zgodność z normami zakładowymi i branżowymi oraz dokumentować wyniki tych kontroli dla swoich klientów. System automatycznie skanuje całą powierzchnię membrany filtru, wykorzystując zaawansowane techniki mikroskopowe, stolik zmotoryzowany w osiach XY, kamerę cyfrową i oprogramowanie. Cząstki, zarówno odblaskowe, jak i nieodblaskowe, są zliczane i dzielone na trzy klasy zgodnie z przyjętymi normami. System CIX100 uwzględnia wymagania najważniejszych norm międzynarodowych, w tym: ISO 16232-10 (A) (N) (V), VDA 19.1 (A) (N) (V), ISO 4406, ISO 4407, ISO 12345, NAS 1638, NF E48-651, NF E48-655 i SAE AS4059.

W trakcie kontroli wszystkie istotne dane, w tym obrazy na żywo i obrazy przeglądowe, są wyświetlane na bieżąco na jednym ekranie (Rysunek 3), natomiast wykres statystycznej kontroli procesu niesie informacje o zgodności wykrytych cząstek z normą. Miniatury poszczególnych zanieczyszczeń są powiązane z wymiarami, a wyniki raportowane są przy użyciu konfigurowalnego szablonu w formacie Microsoft Word. Długoterminowe przechowywanie danych zapewnia dostęp do historii wyników i decyzji.