СТЕНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ФОРСУНОК Российский патент 1998 года по МПК F02M65/00 F15B19/00 

Изобретение относится к области испытания электрогидравдических устройств и может найти применение при изготовлении и разработке указанных устройств.

Известна методика испытания электрогидравлических клапанов и форсунок [2], которая предполагает использование гидравлических стендов, обеспечивающих подачу на вход форсунки топлива под давлением. Расход топлива через форсунку замеряется за определенное количество срабатывания с помощью измерительного устройства, устанавливаемого на ее выходе. Различные конструкции стендов используют различные виды измерительных устройств. В [2] измерение проводится мерными стаканами. В [1] описан стенд, где в качестве измерителя расхода используются электронные весы. Необходимость интегральных измерителей расхода диктуется импульсным характером расхода топлива через форсунку. Измерительные устройства для контроля герметичности зависят от выбранной методики контроля. Так в стенде, описанном в [2], контроль герметичности осуществляется топливом при повышенном давлении, а измерителем являются те средства, что и для измерения расхода. Однако более жесткие требования по герметичности форсунок могут быть удовлетворены только испытанием газом под давлением. Такой контроль описан в [1]. Измерительным устройством в этом случае является прибор, контролирующий объем газа, прошедшего через закрытую форсунку за определенное время.

Основным недостатком измерителей расхода в стенде [2] является низкая производительность, связанная не только с трудностью автоматизации объемных измерений, но и длительностью этих измерений. При измерении герметичности [2] требуется достаточно большое время для получения заметного объема жидкости.

Стенд, описанный в [1], обеспечивает большую производительность, поэтому выбран в качестве прототипа. На фиг. 3 представлена схема этого стенда. Увеличение производительности достигается за счет того, что стенд снабжен расходной головкой 1, в которую под давлением, подаются сжатый газ через клапан 2 и топливо через клапан 3. С выходом испытуемой форсунки 4 соединяется измеритель 5. При измерении расхода в качестве измерителя используются электронные весы, а при измерении герметичности используется градуированный цилиндр, наполненный тестовой жидкостью.

Однако этому стенду свойственны недостатки, принципиально ограничивающие его производительность. Применение весов исключает задержку, связанную с необходимостью отстоя топлива, но сохраняется время, необходимое для опорожнения их перед каждым следующим измерением. То, что оба измерителя необходимо соединять с выходом форсунки, требует замены измерителя в процессе испытаний одной форсунки.

Предлагаемая конструкция стенда позволяет исключить указанные недостатки и увеличить производительность контроля за счет того, что измеритель расхода установлен в расходной головке.

Применение емкостных измерителей расхода и герметичности позволяет наиболее эффективно использовать для измерений микропроцессорную систему и увеличить производительность контроля.

Дальнейшее увеличение производительности стенда достигается за счет того, что стенд снабжен механическим устройством подключения форсунки к расходной головке и гидравлическим устройством для подключения к выходу форсунки измерителя герметичности.

Эти признаки характеризуют существенные отличия, поскольку обеспечивают достижение поставленной цели. Так признаки, характеризующие конструкцию измерителя расхода и его расположение относительно форсунки, позволяют производить измерение количества топлива, пропускаемого через форсунку до того, как оно распыляется, следовательно, не требуется выдержки времени для отстоя топлива. Не требуется также затрат времени на опорожнение измерителя, поскольку топливо не скапливается в измерителе, а наоборот, выходит из него в процессе измерения. Все это вместе повышает производительность. Конструкция измерителя расхода в комбинации с расположением измерителя герметичности на выходе форсунки позволяет мереть герметичность форсунки без перемещения измерителей в процессе испытания форсунки.

На фиг. 1, представлена гидравлическая функциональная схема стенда; фиг. 3 - общий вид стенда.

Функциональная схема стенда (фиг. 1) содержит следующие основные узлы и детали.

В расходной головке 1 установлены электроды емкостного измерителя расхода, состоящего из корпуса 6 и электрода 7. Корпус и электрод образуют конденсатор, подключенный к LC - генератору 8. Частота f_p этого генератора зависит от уровня топлива в корпусе 6 и служит мерой объема топлива, находящегося в измерителе расхода. Топливо в расходную головку подается через клапан 3 и может быть слито до уровня 1 через дренажный клапан 9 после подачи газа под давлением через клапан 2. С выходом измерителя расхода герметично соединяется вход испытуемой форсунки 4. Выход форсунки герметично соединяется с измерителем герметичности, состоящим из корпуса 10 и электрода 11. Корпус и электрод образуют конденсатор, подключенный к LC - генератору 12. Частота f_г этого генератора зависит от уровня топлива в корпусе 10 и служит мерой объема газа, прошедшего через форсунку, а значит, позволяет судить о герметичности последней. Измеритель герметичности установлен на поршне 13, установленном в гидроцилиндре 14. Топливо под давлением подается в гидроцилиндр через клапан 15. При отключении подачи топлива клапан 15 соединяет рабочую полость гидроцилиндра со сливом. Гидроцилиндр установлен внутри резервуара 16. Слив топлива из этого резервуара обеспечивает поддержание уровня 11. Отверстия 17, соединяющие внутренний объем измерителя герметичности с резервуаром, расположены ниже уровня 11 во всех режимах работы стенда.

Конструкция стенда (фиг. 2) содержит следующие основные узды и детали. Расходная головка 1 и резервуар 16 соединены жестко вертикальными направляющими 18. В этих направляющих установлена с возможностью вертикального перемещения платформа 19, на которой закрепляется испытуемая форсунка 4. Шипы 20 платформы проходят через спиральные прорези 21 дисков 22, установленных на направляющих с возможностью поворота. Поворот осуществляется с помощью ручки 23, жестко связывающей диски, расположенные по обе стороны платформы (на фиг. 2 показан только один диск). При опускании ручки вниз платформа перемещается вверх и обеспечивает соединение входа испытуемой форсунки 4 с расходной головкой 1. Трубопровод 24 обеспечивает слив топлива из расходной головки, а трубопровод 25 - слив топлива из резервуара 16 и поддержание в нем уровня 11.

Испытание форсунки на стенде производится в следующей последовательности. Форсунка устанавливается на платформу 19 (фиг. 2) Затем ручка 23 переводится в нижнее положение. Катушка форсунки подключается к электрической схеме стенда.

Для измерения расхода расходная головка 1 (фиг. 1) заполняется топливом через клапан 3. При этом форсунка включается, чем обеспечивается сообщение внутренней полости расходной головки 1 с атмосферой. После заполнения этой полости топливом клапан 3 отключается, закрывается форсунка и открываются клапаны 2 и 9. Давлением газа часть топлива вытесняется через клапан 9 до уровня 1. Далее измеряется частота f_р и, следовательно, объем топлива в корпусе измерителя расхода. На катушку форсунки подается заданное число импульсов, а затем измеряется частота f_р. Разница частот служит мерой объема топлива, прошедшего через форсунку. Расход за одно срабатывание форсунки определяется делением этого объема на количество импульсов.

Для измерения герметичности остатки топлива из измерителя расхода сливаются. Для этого одновременно включается форсунка и клапан 2 (фиг. 1). Затем клапан 2 зарывается и открывается клапан 9, а топливо через клапан 15 (фиг. 2) подается в гидроцилиндр 14. После соединения входа измерителя герметичности с выходом форсунки измеряется частота f_г и, следовательно, начальный объем газа в полости измерителя герметичности. Затем закрывается форсунка и на заданный промежуток времени открывается клапан 2 (фиг. 4). По истечении этого промежутка времени измеряется частота f_г. Разница частот служит мерой объема газа, прошедшего через закрытую форсунку, и позволяет судить о ее герметичности.

Стенд снабжен компьютеризированной схемой управления, обеспечивающей заданную последовательность действий, измерений и вычислений.

Использование: двигателестроение, в частности, испытания дизельной топливной аппаратуры. Сущность изобретения: стенд испытания электромагнитных форсунок состоит из расходной головки, предназначенной для подачи сжатого газа и топлива на вход испытуемой форсунки и измерителей расхода и герметичности. Измеритель расхода установлен в расходной головке. Измерители расхода и герметичности могут быть выполнены емкостными. Стенд может быть снабжен двумя приводами: механическим для подключения испытуемой форсунки к расходной головке и гидравлическим для подключения измерителя герметичности к выходу испытуемой форсунки. 3 ил.

Стенд для контроля параметров электромагнитных форсунок, содержащий расходную головку, испытуемую форсунку с входом и выходом, измерители расхода и герметичности, устройство подключения испытуемой форсунки к расходной головке и устройство подключения измерителя герметичности к испытуемой форсунке, отличающийся тем, что измерители расхода и герметичности выполнены емкостными, измеритель расхода размещен в расходной головке, устройство подключения измерителя герметичности выполнено гидравлическим, выход испытуемой форсунки связан с измерителем герметичности через соответствующее устройство.