СПОСОБ КОМПЛЕКТОВАНИЯ ПЛУНЖЕРНЫХ ПАР ТОПЛИВНЫХ НАСОСОВ РЯДНОГО ТИПА Российский патент 1996 года по МПК F02M65/00 

Изобретение относится к ремонту и техническому обслуживанию изделий, а также к машиностроению и может быть использовано при дефектации плунжерных пар рядных топливных насосов во время ремонта и технического обслуживания дизелей, при проверке качества изготовления и восстановления (ремонта) плунжерных пар, при сортировке плунжерных пар на группы по минимальной величине активного хода плунжера, при котором начинается подъем иглы распылителя.

Известен способ испытания плунжерных пар топливовпрыскивающей аппаратуры (см. Файнлейб Б.Н. "Топливная аппаратура автотракторных дизелей": Справочник. Л. Машиностроение, 1974), заключающийся в том, что определяют время перемещения плунжера во втулке на величину заданного активного хода под действием на него груза, создающего в надплунжерном пространстве постоянное давление, препятствующее перемещению плунжера, и по времени перемещения судят о техническом состоянии плунжерной пары.

Недостатком способа является низкая чувствительность при зазорах, превышающих 5 6 мкм.

Кроме того, к недостаткам такого способа можно отнести несоответствие условий испытания пары, реальным условиям, при которых работает плунжерная пара, т. к. этот способ не отражает динамику работы пары, что снижает объективность оценки ее технического состояния.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ комплектования плунжерных пар топливных насосов рядного типа (авт. свид. N 1606730, G 02 M 65/00, 1990 г.), заключающийся в том, что плунжерные пары устанавливают на стенд с фиксированным углом поворота плунжера относительно втулки, нагружают плунжер, создавая давление технологической жидкости, и разделяют плунжерные пары на группы, определяя их состояние по измеренным величинам контролируемых параметров. Комплектуют топливные насосы парами одной группы, после измерений при одном угловом положении плунжера изменяют угол его поворота относительно втулки, плунжер снова нагружают и измеряют контролируемые параметры общую продолжительность цикла изменения давления технологической жидкости при обоих угловых положениях плунжера и длительность нарастания давления от минимального до максимального значения, а разделение на группы производят по разности величин общей продолжительности циклов изменения давления.

Недостатками прототипа являются:
1. В известном способе не учитывается колебание активного хода плунжера у испытуемых пар при одинаковом угловом положении плунжера, что может привести к ошибке в определении состояния пар до 24%
2. В известном способе испытания охватывается не весь диапазон режимов работы плунжерных пар.

3. Известный способ отличается сравнительно высокой сложностью его реализации.

Технической задачей изобретения является повышение точности проведения контроля технического состояния плунжерных пар.

Задача достигается в способе комплектования плунжерных пар топливных насосов рядного типа, заключающемся в том, что плунжерную пару устанавливают в секцию насоса, нагружают плунжер, создавая давление технологической жидкости, разделяют плунжерные пары на группы, определяя их состояние по измеренным величинам контролируемых параметров, где, согласно изобретению, путем перемещения рейки насоса изменяют величину активного хода плунжера до момента начала подъема иглы распылителя, а измерение контролируемого параметра проводят определением величины перемещения рейки от ее эталонного положения и по результатам измерения производят разделение на группы.

Предлагаемый способ позволяет оценивать техническое состояние плунжерных пар при малых активных ходах плунжера, что невозможно осуществить в известном способе. Кроме того, исключается влияние колебаний активного хода плунжера при одинаковом угловом положении на результат испытания и упрощено устройство для реализации способа.

Известно (см. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: Справочник. Л. Машиностроение, 1974, стр. 54), что цикловая подача топлива на режимах минимальной частоты вращения находится в пределах 15 25% от минимальной. Работа топливного насоса на режимах малых подач и частот вращения в большой степени зависит от местных износов деталей плунжерных пар (см. Федотов Г. Б. Левин Г.И. Топливная система тепловозных дизелей. Ремонт, испытания, совершенствование. М. Транспорт, 1983, стр. 108). В практике при регулировке топливных насосов, особенно при ремонте, возможны случаи, когда на частоте вращения, при которой должна прекращаться подача, не через все форсунки прекратилась подача топлива. Причиной является различие в техническом состоянии плунжерных пар. На оптимальном режиме всегда можно получить нужную величину цикловой подачи от любой пары, даже изношенной, увеличивая его активный ход. А поскольку регулятор при увеличении частоты вращения разворачивает все плунжеры на один и тот же угол, то у изношенных пар сохраняется часть активного хода при частоте вращения вала насоса, который соответствует полному выключению подачи.

Новые пары при этом, выбрав активный ход, прекращают подачу. Аналогичная ситуация возникает при проверке топливоподачи на режимах, соответствующих минимально-устойчивым оборотам дизеля. Изношенные плунжерные пары на таком режиме работы насоса снижают цикловую подачу до недопустимых величин. Это приводит к тому, что в цилиндрах, в которые попадает мало топлива, появляются пропуски вспышек, двигатель начинает вибрировать, увеличивается расход топлива, оно плохо сгорает. На стенках камеры сгорания, форсунке и клапанах откладывается нагар, закоксовываются распылители форсунок (см. Белявцев А.В. Процеров А. С. Топливная аппаратура автотракторных дизелей. М. Росагропромиздат, 1988, стр. 13).

Таким образом, необходимо производить контроль технического состояния плунжерных пар при активных ходах плунжера соответствующем режиму минимальных оборотов холостого хода, что невозможно осуществить в известном способе.

Кроме того, на результат испытания в известном способе будут оказывать влияние колебания активного хода плунжера у испытуемых пар при одинаковом угловом положении плунжера. Так, по данным заводов-изготовителей колебание активного хода плунжера насоса 4ТН 8,5•10, имеющего номинальное значение активного хода 4,4 мм, составляет 1,06 мм, а для плунжерных пар типа УТН-5 0,6 мм при номинальном значении 3,6 мм, что может привести к ошибке в оценке технического состояния пар до 24% (см. Кузнецов И.Н. Прибор для испытания плунжерных пар. Техника в сельском хозяйстве, 1978, N 10, с. 84 - 86).

На фиг. 1 изображена схема устройства для испытания плунжерной пары топливного насоса, на фиг. 2 характер изменения неравномерности подачи топлива секциями насоса при комплектовании их плунжерными парами подобранными по цикловой подаче на пусковых оборотах, на фиг. 3 характер изменения неравномерности подачи топлива секциями насоса при комплектовании их плунжерными парами, подобранными по минимальной величине активного хода.

Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, содержит (см. фиг. 1) кулачковый вал 1, связанный посредством толкателя 2 с испытуемой плунжерной парой 3, подпружиненной пружиной толкателя 4. Рейка 6 с помощью поворотной втулки 5 поворачивает плунжер. В штуцер 9 устанавливают нагнетательный клапан 7 с пружиной 10. Штуцер 9 вворачивают в корпус насоса 8 и монтируют ниппель 11, соединяющий посредством трубопровода 12 секцию насоса с форсункой 13, в которую вмонтирован изолированный контакт 14. Гальванический элемент 16 служит для питания цепи миллиамперметра 15.

Способ реализуют следующим образом. На контрольную секцию стендового эталонного насоса 8 со стендовым эталонным трубопроводом 12 и форсункой 13 устанавливают эталонный нагнетательный клапан 7 и эталонную плунжерную пару 3. Задают кулачковому валу 1 насоса 8 скоростной режим, соответствующий пусковому режиму. Выбор скоростного режима обусловлен тем, что на этом режиме в большей степени проявляется различие в техническом состоянии плунжерных пар 3 (см. Кривенко П.М. Федосов И.М. Дизельная топливная аппаратура. М. Колос, 1970, стр. 133).

С помощью микрометрического винта, закрепленного на корпусе насоса 8, перемещают рейку 6 в сторону увеличения подачи до момента начала подъема иглы распылителя. При этом стрелка миллиамперметра 15 должна отклоняться при каждом рабочем ходе плунжера, что свидетельствует о том, что игла распылителя замыкает цепь между контактом 14 и корпусом форсунки 13. Это положение рейки 6 считается эталонным. При установке в контрольную секцию насоса 8 не эталонной пары 3 положение рейки 6, при котором начинает подниматься игла распылителя, может быть иным. По шкале микрометрического винта определяют величину перемещения рейки 6 относительно эталонного положения. По величине перемещения рейки 6 судят о техническом состоянии плунжерной пары 3.

Пример.

Авторами были испытаны плунжерные пары насоса ЯМЗ-238НБ, имеющие широкий диапазон эксплуатационных износов. Испытуемые плунжерные пары устанавливались в контрольную секцию топливного насоса ЯМЗ-238НБ.

Кулачковый вал насоса вращали с частотой вращения, соответствующей пусковому режиму. С помощью микрометрического винта, закрепленного на корпусе насоса, перемещали рейку в сторону увеличения подачи до момента начала подъема иглы распылителя. При этом стрелка миллиамперметра должна отклоняться при каждом рабочем ходе плунжера. По шкале микрометрического винта определяли величину перемещения рейки относительно ее эталонного положения. По величине перемещения судили о техническом состоянии плунжерной пары.

При перемещении рейки от 0 до 1 мм относительно эталонного положения плунжерные пары относят к первой группе. При перемещении рейки от 1 до 2 мм плунжерные пары относят ко второй группе.

При перемещении рейки свыше 2 мм пару считают предельно изношенной.

Предлагаемый способ испытания обеспечивает повышение качества оценки технического состояния плунжерных пар, так как основным оценочным показателем технического состояния плунжерных пар является минимальный активный ход плунжера, необходимый для подъема иглы распылителя, что невозможно осуществить в известном способе.

Авторами были проведены сравнительные износные испытания
Результаты испытаний представлены в таблице. топливного насоса ЯМЗ-238НБ при комплектовании его плунжерными парами, подобранными разными способами. В качестве базисного способа был взят способ подбора плунжерных пар по цикловой подаче на пусковом режиме. На фиг. 2, 3 показаны характеры изменения неравномерности подачи топлива секциями насоса при коплектовании их плунжерными парами, подобранными разными способами. Анализ характера изменения неравномерности подачи топлива показывает, что наибольшие изменения неравномерности подачи в процессе изнашивания наблюдаются при комплектовании секций насоса плунжерными парами, подобранными по цикловой подаче на пусковом режиме (фиг. 2).

Так, при номинальном режиме неравномерность подачи после 8 часов испытаний составляет 4% а при частотах вращения 9,16 с^-1 и 6,63 с^-1 они равны 12,5% и 17% соответственно.

Наименьшие изменения неравномерности подачи топлива были у секций, укомплектованных прецизионными парами, подобранными по минимальной величине активного хода плунжера, необходимого для подъема иглы распылителя.

Так, неравномерность подачи на номинальном режиме составляет 4% а при частотах 9,17 С^-1 и 6,33 С^-1 она равна 5,5% и 7,6% соответственно. ТТТ1 ЫЫЫ2

Использование: двигателестроение, в частности ремонт и техническое обслуживание дизелей. Сущность изобретения: способ заключается в том, что плунжерную пару устанавливают в секцию насоса, нагружают плунжер, создавая давление технологической жидкости, разделяют плунжерные пары на группы. После нагружения плунжера изменяют его активный ход до момента начала поднятия игля распылителя, а измерение контролируемых параметров проводят определением величины перемещения рейки от ее эталонного положения и по результатам измерения производят разделение на группы. 3 илл.

Способ комплектования плунжерных пар топливных насосов рядного типа, заключающийся в том, что плунжерную пару устанавливают в секцию насоса, нагружают плунжер, создавая давление технологической жидкости, разделяют плунжерные пары на группы, определяя их состояние по измеренным величинам контролируемых параметров, отличающийся тем, что после нагружения плунжера путем перемещения рейки насоса изменяют величину активного хода плунжера до момента начала подъема иглы распылителя, а измерение контролируемого параметра проводят определением величины перемещения рейки от ее эталонного положения и по результатам измерения производят разделение на группы.