СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА РАСПЫЛЕНИЯ ТОПЛИВА ДИЗЕЛЬНОЙ ФОРСУНКИ Российский патент 1997 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к области акустических методов исследования и анализа, а именно, к способам контроля качества распыливания топлива дизельными форсунками.

Известно, что в качественные и количественные характеристики распыливания топлива дизельными форсунками в значительной степени зависят от геометрических характеристик дозирующих элементов форсунок, состояния их поверхностей после финишной обработки, а также степени подвижности иглы распылителя для игольчатых форсунок. По существующей технологии испытаний форсунок [1] качество распыливания топлива проверяется при номинальном давлении начала подъема иглы при быстрой (не менее одного впрыска за 1 с) прокачке форсунки за испытательном стенде. У годной для последующей эксплуатации форсунки топливо, выходящее из распыливающих отверстий при впрыскивании, должно быть туманообразным, без визуально различимых отдельных капель, сплошных струек, местных сгущений, впрыскивание должно сопровождаться звуком, характерным для соответствующего конструктивного исполнения распылителя.

Оценка качества распыливания производится визуально на слух при частоте впрыскиваний не менее 1 Гц и при повышении давления до значений не меньшего 25 кгс/см². Недостатком описанного способа является низкая достоверность при высокой субъективности способа контроля качества распыла на слух, так как:
1. Практически невозможно различить дисперсные структуры в виде струек, отдельных сгущений путем визуального наблюдения и на слух за время впрыска (1-5 м/с);
Оценка качества распыливания по звуку, сопровождающему процесс распыливания, требует высокой натренированности испытателя, не дает одинаковых результатов при проведении испытаний различными наблюдателями.

Помимо сказанного, указанный способ не может использоваться для дифференцированного контроля распыливания топлива отдельными отверстиями многоструйного распылителя форсунки.

Известен способ контроля качества распыливания топлива (см. книгу "Топливная аппаратура дизелей": Справочник Ю. Я.Фомин, Г.В.Никонов, В.Г. Ивановский М. Машиностроение, 1982), состоящий во введении под сопловой наконечник распылителя форсунки плоского пористого экрана, на котором осуществляется формирование изображения при поглощении частиц топлива и последующего анализа дисперсных структур с учетом расстояния от плоскости до соплового наконечника.

Недостатком указанного способа является отсутствие объективности при контроле качества распыливания.

Задачей способа является повышение достоверности и информативности способа контроля качества распыливания за счет сравнения спектров колебаний в звуковых импульсах испытуемой и эталонной форсунки. Поставленная задача решена таким образом, что в известном способе контроля, заключающемся в оценке на слух оператором звукового импульса впрыска форсунки, характерного для каждой конструкции форсунки, производится измерение спектра колебаний звукового импульса, сопровождающего впрыск, со спектром колебаний эталонной форсунки, после чего с заранее принятой точностью принимается заключение о годности форсунки.

Процедура контроля качества распыла сводится к сравнению амплитудного спектра звукового импульса, сопровождающего процесс впрыска топлива дизельной форсункой, с амплитудным спектром образцовой форсунки, с учетом допустимого разброса составляющих спектра в частном диапазоне. Указанная процедура автоматизируется с использованием ПЭВМ, при этом заключение о состоянии качества распыла требуемому по техническим условиям на дизельную форсунку определяется с помощью компьютера, при этом заключение с результатами выводятся на печать.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема установки, для реализации предлагаемого способа распыливания топлива дизельных форсунок. Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Форсунка 1 установлена распыливающими отверстиями, направленными вверх в акустически изолированной камере 2 в нижней ее части. В камере 2 на продольной оси форсунки установлен микрофон 3 на расстоянии L не менее 15-20 калибров микрофона от распылителя форсунки. Форсунка 1 связана топливопроводом 4 с насосом 5, насос 5 соединен топливопроводом с емкостью 6. Камера 2 снабжена устройствами вентиляции и очистки от распыленного топлива на фиг. 1 указанные устройства условно не показаны.

Электрический выход микрофона связан с усилителем мощности 7, c выхода которого сигнал в свою очередь подается на анализатор спектра 8.

Автоматизация процесса контроля обеспечивается ПЭВМ 10 с помощью аналого-цифрового преобразователя 9, выход результатов контроля осуществляется на принтер 11.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. С помощью топливного насоса 5 производится впрыск топлива в акустически заглушенную камеру через распылитель форсунки 1. Впрыск топлива сопровождается звуковым импульсом, который воздействуя на микрофон 3 преобразуется в электрический импульс, поступающий в систему регистрации и анализа. После усилителя 7 сигнал поступает в анализатор спектра 8, с выхода которого через аналого-цифровой преобразователь 9 поступает в процессор ПЭВМ 10, где в соответствии с программой контроля форсунки соответствующего типа устанавливается соответствие спектра звуковых колебаний контролируемой форсунки спектру звуковых колебаний, сопровождающих распыл, образцовой форсунки, удовлетворяющей потребителя по качеству распыла, с выдачей заключения о годности форсунки на дисплей и принтер ПЭВМ 11.

В соответствии с полученным заключением решается вопрос о дальнейшем использовании контролируемой форсунки.

Предлагаемый способ контроля позволяет избежать утомительной процедуры по контролю дисперсного состава струи, углов распыла топлива, степени однородности заполнения топливным туманом рабочего объема испытательной камеры.

Применение предлагаемого способа позволяет автоматизировать процедуру контроля качества распыла и выбора годных для последующей эксплуатации форсунок.

Применение предлагаемого способа может позволить автоматизировать процедуру контроля качества распыла и выбора годных для последующей эксплуатации форсунок.

Применение предлагаемого способа позволит повысить надежность и топливную эффективность работы дизелей за счет объективной оценки качества каждой контролируемой форсунки и обеспечить возможность автоматизировать сортировку форсунок по группам годности.

Данный способ контроля предлагается к использованию в дизелестроении, в частности в области технологического контроля качества форсунок в процессе производства и ремонта. Целью предлагаемого изобретения является повышение достоверности и информативности способа контроля качества распыления топлива дизельных форсунок. Сущность изобретения состоит в следующем. Контролируемую форсунку помещают в акустически изолированную камеру, оснащенную акустической измерительной системой, содержащей микрофон, размещенный непосредственно над форсункой, усилитель, спектроанализатор, аналогоцифровой преобразователь и ПЭВМ. Создают с помощью насоса давление топлива на форсунке, а в результате впрыска возникает звуковой импульс, который измеряется, определяется спектр колебаний и затем сравнивается со спектром эталонной форсунки. По результатам указанного сравнения осуществляется контроль качества распыления. 1 ил.

Способ контроля качества распыления топлива дизельной форсунки, заключающийся в анализе звуковых сигналов при впрыске дизельного топлива через форсунку в испытательной камере, отличающийся тем, что используют испытательную камеру акустически изолированную, регистрируют амплитудный спектр звуковых сигналов при распылении топлива через эталонную и испытуемую форсунку, а по результатам сравнения полученных амплитудных спектров судят о качестве распыления испытуемой форсунки.