Патент на изобретение №2303159

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ ПАР ТОПЛИВНОГО НАСОСА И ФОРСУНОК ДИЗЕЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности может использоваться для диагностирования технического состояния прецизионных пар топливного насоса и форсунок дизельных двигателей. Изобретение позволяет повысить надежность устройства и снизить трудоемкость проводимых с его использованием диагностических работ. Устройство содержит корпус, в котором выполнен канал высокого давления, подключаемый к нагнетательному трубопроводу для подачи испытательной жидкости к диагностируемому органу, установленный внутри корпуса и выполненный с полостью питания плунжерный насос для подачи испытательной жидкости в канал высокого давления, привод насоса, нагнетательный клапан, установленный между полостью нагнетания плунжерного насоса и каналом высокого давления для создания высокого давления испытательной жидкости в канале, и манометр, подключенный к каналу высокого давления. Устройство снабжено всасывающим трубопроводом для подключения полости питания плунжерного насоса к топливной системе низкого давления дизеля, а также предохранительным клапаном, установленным на нагнетательном трубопроводе, и сливным трубопроводом для сообщения сливного отверстия клапана со сливной полостью топливного насоса дизеля. Вход всасывающего трубопровода соединен с выходом топливного фильтра дизеля. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области испытательной и диагностической техники и может быть использовано для диагностирования технического состояния прецизионных пар топливного насоса и форсунок дизельных двигателей.

Определение технического состояния элементов дизельной топливной аппаратуры высокого давления, а именно плунжерной пары, нагнетательного клапана топливного насоса высокого давления (ТНВД) и форсунки по параметрам давления играет важную роль как при эксплуатации, так и при техническом обслуживании дизелей. Если контролируемое давление, характеризующее техническое состояние плунжерной пары, нагнетательного клапана ТНВД и форсунки достигает предельного значения, то это приводит к ухудшению технико-экономических показателей дизеля – снижению мощности, увеличению удельного расхода топлива, дымности и токсичности отработавших газов.

Известно устройство (механотестер КИ-16301) для диагностирования прецизионных пар топливного насоса и форсунок дизеля, содержащее корпус, в котором выполнен канал высокого давления, подключаемый к нагнетательному трубопроводу для подачи испытательной жидкости к диагностируемому органу, установленный внутри корпуса и выполненный с полостью питания плунжерный насос для подачи испытательной жидкости в канал высокого давления, привод насоса, нагнетательный клапан, установленный между полостью нагнетания плунжерного насоса и каналом высокого давления для создания высокого давления испытательной жидкости в канале, и манометр, подключенный к каналу высокого давления (В.И.Бельских. Справочник по техническому обслуживанию и диагностированию тракторов. – М.: Россельхозиздат, 1986, с.163-165), которое принято в качестве ближайшего аналога (прототипа) заявленного изобретения.

Указанным известным устройством можно определить техническое состояние плунжерной пары, нагнетательного клапана и форсунки в статике. При работе с этим устройством в него попадает воздух, наличие которого в нагнетательной полости устройства приводит к возникновению неконтролируемой погрешности показаний датчика давления. Поэтому через некоторое время в процессе диагностирования воздух приходится удалять из устройства, что увеличивает трудоемкость работ. Отмеченные недостатки усугубляются тем, что факт попадания воздуха в устройство трудно обнаружить. Кроме того, известное устройство содержит резервуар для испытательной жидкости, что увеличивает материалоемкость, а также вес устройства, что, в свою очередь, дополнительно затрудняет работу с ним.

Задача настоящего изобретения заключается в создании устройства для диагностирования прецизионных пар топливного насоса и форсунок дизеля, которое обеспечило бы достаточно высокую надежность работы, невысокую трудоемкость диагностических работ при измерении давления испытательной жидкости путем уменьшения возможности попадания воздуха в устройство, а также имело бы невысокую материалоемкость и небольшой вес.

Указанная цель достигается тем, что устройство для диагностирования прецизионных пар топливного насоса и форсунок дизеля, содержащее корпус, в котором выполнен канал высокого давления, подключаемый к нагнетательному трубопроводу для подачи испытательной жидкости к диагностируемому органу, установленный внутри корпуса и выполненный с полостью питания плунжерный насос для подачи испытательной жидкости в канал высокого давления, привод насоса, нагнетательный клапан, установленный между полостью нагнетания плунжерного насоса и каналом высокого давления для создания высокого давления испытательной жидкости в канале, и манометр, подключенный к каналу высокого давления, согласно настоящему изобретению, снабжено средством для подключения полости питания плунжерного насоса к топливной системе низкого давления дизеля, элементы которого диагностируются, а также предохранительным клапаном, установленным на нагнетательном трубопроводе, и средством сообщения сливного отверстия этого клапана со сливной полостью топливного насоса дизеля.

Согласно настоящему изобретению, средство для подключения полости питания плунжерного насоса к топливной системе низкого давления дизеля преимущественно включает в себя всасывающий трубопровод, входной конец которого предназначен для присоединения к выходу топливного фильтра дизеля, а выходной конец – для подключения к полости питания плунжерного насоса. При этом предлагаемое устройство преимущественно снабжено прикрепленной к корпусу рукояткой, выполненной со сквозным внутренним каналом, а выходной конец подающего трубопровода подключен к полости питания плунжерного насоса через указанный внутренний канал рукоятки.

Привод насоса в устройстве по настоящему изобретению преимущественно может содержать рычаг, шарнирно соединенный с корпусом для воздействия на плунжер насоса, и может быть снабжен кулачковым элементом, жестко связанным с рычагом для осуществления воздействия на плунжер насоса, а также пружинным механизмом для возврата плунжера в исходное положение.

Конструкция устройства по настоящему изобретению и его работа поясняются чертежами: на фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 – схема подключения этого устройства к диагностируемым элементам дизельной топливной аппаратуры.

Устройство по настоящему изобретению содержит специальный корпус, внутри задней части 1 которого размещен плунжерный насос, имеющий корпус-втулку 2 и установленный в ней плунжер 3. Полость питания плунжерного насоса (не обозначена) сообщена с радиальным каналом 4, выполненным во втулке-корпусе 2 и задней части 1 и выходящим на поверхность последней. Передняя часть специального корпуса выполнена в виде полого штуцера 5, посредством резьбы ввернутого в заднюю часть 1 и выполненного с каналом 6 высокого давления. Канал 6 сообщен с полостью 7 нагнетания (надплунжерным пространством) плунжерного насоса через полость штуцера 5 и нагнетательный клапан 8, прижимаемый к своей седловине 9 пружиной 10, расположенной в полости штуцера 5. Когда штуцер 5 ввернут в заднюю часть 1, сопряжения торцевой поверхности штуцера 5 с седловиной 9 и корпуса-втулки 2 с задней частью 1 уплотнены посредством уплотнительных шайб 11 и 12 соответственно.

Привод плунжерного насоса выполнен в виде рычага 13 и жестко соединенного с ним кулачкового элемента в виде кулачка 14, вал 15 которого поворотно установлен в щечках 16 на заднем конце задней части 1. Кулачок 14 установлен во взаимодействии с упорной шайбой 17, жестко соединенной с задним концом плунжера 3. Для возврата плунжера 3 в исходное (заднее) положение предусмотрен пружинный механизм, включающий в себя размещенные в задней части 1 пружину 18 и упорную втулку 19, соединенную с задним участком втулки-корпуса 2 посредством резьбы. Одним концом пружина 18 упирается в шайбу 17, а другим – в упорный поясок втулки 19. Резьбовое соединение втулки 19 с втулкой-корпусом 2 обеспечивает возможность осевого перемещения втулки 19 относительно корпуса-втулки 2, что позволяет регулировать степень сжатия пружины 18.

Устройство снабжено также рукояткой 20, прикрепленной к корпусу в месте выхода канала 4 на поверхность задней части 1 корпуса. Рукоятка 20 выполнена со сквозным внутренним каналом 21, имеющим Г-образную форму. Один конец канала 21 соединен с каналом 4, а другой – с выходным концом всасывающего трубопровода 22, входной конец которого предназначен для подключения к выходу топливного фильтра 23 дизеля (фиг.2) при помощи присоединительного штуцера 24. Таким образом, через трубопровод 22 и канал 21 предложенное устройство обеспечивает подключение полости питания плунжерного насоса к выходу топливного фильтра, являющегося элементом топливной системы низкого давления дизеля.

На переднем конце штуцера 5 имеется резьба для подсоединения к нему (с помощью накидной гайки) нагнетательного трубопровода (рукава) 25, подключаемого посредством соответствующего штуцера к диагностируемым органам дизеля для подачи в них испытательной жидкости. Трубопровод 25 снабжен предохранительным клапаном 26, сливное отверстие которого (на чертежах не обозначено) посредством сливного трубопровода 27 сообщено в процессе диагностирования со сливной полостью 28 ТНВД 29 дизеля.

К каналу 6 через полость штуцера 5 подключен манометр 30 для измерения давления испытательной жидкости в процессе диагностирования.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Для диагностирования плунжерных пар ТНВД 29 и форсунок дизеля трубопроводы устройства подсоединяются к диагностируемым узлам, как показано на фиг.2. Всасывающий трубопровод 22 подключают к выходу топливного фильтра 23, а сливной трубопровод 27 – к сливной полости 28 ТНВД 29. С помощью подкачивающей помпы 31 ТНВД 29 накачивают топливо в систему топливоподачи дизеля (в топливный фильтр 23). Помпа 31 поддерживает в системе давление 0,7-0,8 кгс/см². Заполняемые испытательной жидкостью (т.е. топливом) внутренние полости заявленного устройства освобождают от воздуха путем возвратно-поступательных движений рычага 13 до тех пор, пока из нагнетательного трубопровода 25 не начнет вытекать топливо без воздушных пузырьков. Затем подключают трубопровод 25 к одному из штуцеров 32 ТНВД 29 (тип Д). С помощью рычага 13 накачивают топливо в полость штуцера 32 до давления 160 кгс/см² и по времени падения давления от 150 до 100 кгс/см² оценивают техническое состояние нагнетательного клапана (не показан) ТНВД 29. Затем откручивают штуцер 32 из корпуса ТНВД 29, извлекают нагнетательный клапан с пружиной (не показаны) и вворачивают штуцер 32 на свое место в корпус ТНВД 29. Рычагом 13 накачивают топливо в полость штуцера 32 (плунжерной пары) вплоть до давления 350 кгс/см². По развиваемому давлению в полости штуцера 32 (плунжерной пары) оценивают техническое состояние плунжерной пары ТНВД 29 (не показана).

Затем трубопровод 25 отсоединяют от штуцера 32 и подключают к штуцеру форсунки 33, когда она не снята с дизеля. Рычагом 13 накачивают топливо в форсунку 33 и по величине давления в момент впрыска и по времени падения давления в полости форсунки 33 оценивают ее техническое состояние.

Предохранительный клапан 26 предотвращает повреждение элементов заявленного устройства, если давление в канале 6 и трубопроводе 25 превысит допустимую величину. В этом случае, при срабатывании клапана 26, некоторое количество топлива через сливное отверстие клапана 26 по трубопроводу 27 подается в сливную полость 28 ТНВД 29.

Так как в топливной системе низкого давления дизеля, которая содержит участок от выхода подкачивающей помпы 31 до входа в ТНВД 29, включая топливный фильтр 23, топливо находится под некоторым небольшим давлением, то подача испытательной жидкости (топлива) в заявленное устройство из указанной топливной системы низкого давления снижает возможность попадания воздуха в устройство. Если воздух в устройство все же попадает, то в значительно меньшем количестве, что облегчает его удаление. Кроме того, предлагаемая схема подачи топлива в заявленное устройство позволяет избавиться от специального резервуара в конструкции самого устройства, что значительно снижает его материалоемкость и вес, облегчая работу с ним. В преимущественном варианте исполнения заявленного устройства, в котором полость питания плунжерного насоса подключена к выходу топливного фильтра 23, в устройство гарантированно подается отфильтрованное топливо, что положительно сказывается на надежности работы устройства. Указанные усовершенствования, включая наличие предохранительного клапана 26 в нагнетательном трубопроводе 25, повышают в итоге надежность заявленного устройства и снижают трудоемкость проводимых с его использованием диагностических работ.

Пример

Диагностирование плунжерных пар и форсунок провели на дизеле Д-240. Для этого заявленное устройство поочередно подсоединяли к узлам дизельной топливной аппаратуры, как показано на фиг.2. С помощью устройства нагнетали топливо в штуцер ТНВД и по времени падения давления от 150 до 100 кгс/см², которое составило 15 с (норма 10 с), определили техническое состояние нагнетательного клапана. Затем извлекли из насоса нагнетательный клапан и накачивали топливо в полость плунжерной пары. По величине развиваемого давления определили техническое состояние плунжерной пары. Развиваемое давление составило 350 кгс/см², норма около 300 кгс/см².

Для проверки технического состояния форсунки заявленное устройство шлангом соединялось со штуцером форсунки, установленной на дизель. Накачивая топливо устройством в форсунку, по давлению в момент впрыска топлива определили техническое состояние форсунки. Давление в момент впрыска составило 175 кгс/см², что соответствует норме. По времени падения давления в форсунке от 150 до 100 кгс/см² оценили состояние плотности прилегания иглы распылителя форсунки к его основанию. Время падения давления составило около 20 с при норме менее 10 с. Затем сняли форсунку с дизеля и подключили к устройству, как указано выше. Нагнетая топливо в форсунку, определили техническое состояние ее по качеству распыла топлива. Распыл топлива был туманообразным, что соответствует норме.

Формула изобретения

1. Устройство для диагностирования прецизионных пар топливного насоса и форсунок дизеля, содержащее корпус, в котором выполнен канал высокого давления, подключаемый к нагнетательному трубопроводу для подачи испытательной жидкости к диагностируемому органу, установленный внутри корпуса и выполненный с полостью питания плунжерный насос для подачи испытательной жидкости в канал высокого давления, привод насоса, нагнетательный клапан, установленный между полостью нагнетания плунжерного насоса и каналом высокого давления для создания высокого давления испытательной жидкости в канале, и манометр, подключенный к каналу высокого давления, отличающееся тем, что устройство снабжено средством для подключения полости питания плунжерного насоса к топливной системе низкого давления дизеля, элементы которого диагностируются, а также предохранительным клапаном, установленным на нагнетательном трубопроводе, и средством сообщения сливного отверстия этого клапана со сливной полостью топливного насоса дизеля.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для подключения полости питания плунжерного насоса к топливной системе низкого давления дизеля включает в себя всасывающий трубопровод, входной конец которого предназначен для присоединения к выходу топливного фильтра дизеля, а выходной конец – для подключения к полости питания плунжерного насоса.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено прикрепленной к корпусу рукояткой, выполненной со сквозным внутренним каналом, а выходной конец подающего трубопровода подключен к полости питания плунжерного насоса через указанный внутренний канал рукоятки.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что привод насоса содержит рычаг, шарнирно соединенный с корпусом для воздействия на плунжер насоса.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что привод насоса снабжен кулачковым элементом, жестко связанным с рычагом для осуществления воздействия на плунжер насоса, а также пружинным механизмом для возврата плунжера в исходное положение.

РИСУНКИ