УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ФОРСУНОК ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2004 года по МПК F02M27/04 F02M51/06 F02M65/00 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в автосервисных центрах для восстановления характеристик электромагнитных форсунок систем инжекции двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине.

Известно устройство для восстановления производительности электромагнитных форсунок двигателей внутреннего сгорания, содержащее доводочные станки, чугунные притиры, оправки для выведения следов изнашивания и притирочные пасты. Для послеремонтного контроля используются устройства для определения герметичности, качества распыливания и регулировки давления впрыскивания топлива (см. Бабусенко С.М. Ремонт тракторов и автомобилей. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1987, - с. 208-209, 211-212).

Недостатком данного устройства является то, что указанные приспособления не могут быть использованы для отмеченных деталей топливной аппаратуры, поскольку электромагнитные форсунки являются неремонтопригодными приборами и не подлежат восстановлению путем разборки-сборки.

За прототип принимается устройство, содержащее форсунки с обмотками и иглами клапанов, блок питания, подающий напряжение на микроконтроллер, который соединен с датчиками, блоком управления форсунок, к которому подключены форсунки, сообщающиеся с емкостью, соединенной с побудителем расхода жидкости (см. Газетин С. Чистим форсунки. - За рулем, 1998, №1, с. 179-180).

Основним недостатком известного устройства является то, что невозможно проконтролировать качество очистки. При этом промывочная жидкость с загрязняющими частицами попадает в цилиндр двигателя и в систему нейтрализации двигателя. Это приводит к ускорению загрязнения масла двигателя, отложению загрязняющих частиц на деталях камеры сгорания, что снижает ресурс работы двигателя. Вследствие отложений частиц на электродах свечей возможен их выход из строя.

Попадание загрязняющих частиц в нейтрализатор приводит к отравлению катализатора и к снижению эффективности работы системы нейтрализации отработавших газов. При этом увеличивается противодавление выхлопного тракта, что ведет к увеличению расхода топлива.

Другим недостатком является то, что невозможно регулировать продолжительность открытия иглы форсунки и время между этими циклами, что приводит к перерасходу дорогостоящей промывочной жидкости. Существуют ограничения по частоте осуществления циклов промывки и растворения загрязняющих частиц в полостях форсунок. Наибольшая частота циклов открытия и закрытия иглы клапана определяется только оборотами коленчатого вала двигателя на холостом ходу, которые достигают около 12 Гц.

Давление промывочной жидкости остается таким же, как и при работе двигателя на топливе (0,25 МПа), что ведет к перерасходу промывочной жидкости.

Существуют ограничения по ассортименту используемых промывочных жидкостей, поскольку в состав таких жидкостей должны входить составляющие, необходимые для обеспечения работы двигателя.

При значительном загрязнении топливной системы использование промывочной жидкости вызывает сначала удаления продуктов отложений из топливного бака, распределительной рейки, трубопроводов, что может приводить к полному засорению фильтров электромагнитных форсунок и к прекращению подачи топлива, а это ведет к необходимости снятия форсунок с двигателя.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности очистки электромагнитных форсунок без вредного воздействия на системы двигателя при существенном снижении расхода промывочной жидкости.

Поставленный технический результат достигается тем, что устройство для восстановления производительности электромагнитных форсунок двигателей внутреннего сгорания содержит форсунки с обмотками и иглами клапанов, блок питания, подающий напряжение на микроконтроллер, который соединен с датчиками, блоком управления форсунок, к которому подключены форсунки, сообщающиеся с емкостью, соединенной с побудителем расхода жидкости, согласно изобретению блок питания состоит из регулируемой и нерегулируемой частей, микроконтроллер содержит аналоговые входы, к которым подключены датчик тока цепи форсунки, датчик контроля напряжения цепи, датчик обрыва цепи, датчик сопротивления обмотки форсунки, датчик срабатывания форсунки, датчика давления и цифровые входы, к которым подключена кнопочная клавиатура и цифровые выходы, к которым подключены буквенно-цифровой индикатор, устройство звуковой индикации, блок управления форсунками и регулируемая часть блока питания, соединенная с блоком управления форсунками, датчиком тока цепи форсунок и датчиком контроля напряжения цепи, нерегулируемая часть блока питания подключена к микроконтроллеру, при этом датчик тока цепи форсунки, датчик обрыва цепи, датчик сопротивления обмотки форсунки и датчик срабатывания форсунки подсоединены к форсункам, а для топлива и промывочной жидкости выполнена поочередно заполняемая емкость и форсунки снабжены отдельными приемными стаканами и общим мерным цилиндром. Побудитель расхода жидкости содержит источник сжатого воздуха, вентиль и редуктор.

Отличительной особенностью заявляемого устройства, относительно ранее известных, является то, что для промывки форсунок используют специальное устройство, на котором обеспечивается создание оптимальных гидроэрозионных условий промывки форсунок путем вибрации иглы клапана форсунок с частотой, превышающей частоту вибрации при работе на двигателе.

Микроконтроллер содержит аналоговые входы, к которым подключены датчик тока цепи форсунки, датчик контроля напряжения цепи, датчик обрыва цепи, датчик сопротивления обмотки форсунки, датчик срабатывания форсунки и датчик давления. Наличие датчиков обеспечивает контроль работы как устройства, так и форсунок.

Датчик тока цепи форсунки обеспечивает контроль над допустимой величиной тока через обмотку форсунки.

Датчик контроля напряжения цепи осуществляет контроль над величиной выходного напряжения регулируемой части блока питания. Если сигнал с датчика находится в заданных пределах, то считается, что цепь не разорвана, в противном случае следует отображение обрыва цепи на экране индикатора и при попытке включения генерируется визуальный и звуковой сигналы.

Датчик сопротивления обмотки форсунки используется для контроля сопротивления и определения разницы сопротивлений между отдельными обмотками форсунок, что позволяет перед промывкой выявлять форсунки, не удовлетворяющие техническим требованиям.

Датчик срабатывания форсунки контролирует необходимое перемещение игл клапанов.

Датчик давления фиксирует давление сжатого воздуха на входе в емкость с жидкостью.

К цифровым входам подключена клавиатура, к цифровым выходам подключены буквенно-цифровой индикатор, устройство звуковой индикации, блок управления форсунками и регулируемая часть блока питания, соединенная с блоком управления форсунками, датчиком тока цепи форсунок и датчиком контроля напряжения цепи, нерегулируемая часть блока питания подключена к микроконтроллеру, при этом датчик тока цепи форсунки, датчик обрыва цепи, датчик сопротивления обмотки форсунки и датчик срабатывания форсунки подсоединены к форсункам.

Данное соединение элементов позволяет осуществлять различные режимы работы устройства и обеспечивать контроль над его работоспособностью.

Для топлива и промывочной жидкости выполнена поочередно заполняемая емкость и форсунки снабжены отдельными приемными стаканами и общим мерным цилиндром. Побудитель расхода жидкости содержит источник сжатого воздуха, вентиль и редуктор. Это позволяет в одной системе для подачи жидкости использовать как топливо, так и промывочную жидкость.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит микроконтроллер 1, имеющий цифровые входы 2, аналоговые входы 3 и цифровые выходы 4, к цифровым входам 2 подключена клавиатура 5, к аналоговым входам 3 - датчик тока цепи форсунки 6, датчик контроля напряжения цепи 7, датчик сопротивления обмотки форсунки 8, датчик обрыва цепи 9, датчик срабатывания форсунки 10 и датчик давления 11, к цифровым выходам 4 подключены буквенно-цифровой индикатор 12, блок управления форсунками 13, устройство звуковой индикации 14 и регулируемая часть 15 блока питания 16, которая подключена к блоку управления форсунками 13, датчику тока цепи форсунок 6, датчику контроля напряжения цепи 7, нерегулируемая часть 17 блока питания 16 соединена с микроконтроллером 1, датчик тока цепи форсунок 6, датчик сопротивления обмотки форсунки 8, датчик обрыва цепи 9, датчик срабатывания форсунки 10 подсоединены к форсункам 23, при этом источник сжатого воздуха 18 соединен через вентиль 19, редуктор 20 с датчиком давления 11 и емкостью 21, содержащей жидкость 22, под каждой форсункой 23, содержащей обмотку 24 и иглу клапана 25, расположен приемный стакан 26 и общий мерный цилиндр 27.

Устройство работает следующим образом. Форсунки 23 с иглами клапанов 25 подключаются к емкости 21 с жидкостью 22, на которую подается давление из источника сжатого воздуха 18 через вентиль 19 и редуктор 20, контролируемое датчиком давления 11. Обмотки 24 форсунок 23 подключаются через блок управления форсунок 13 к микроконтроллеру 1. На блок управления форсунками 13 подается напряжение от регулируемой части 15 блока питания 16.

Вначале с помощью датчика сопротивления обмотки форсунок 8 через аналоговые входы 3 производится замер сопротивления обмотки 24 и контроль их работоспособности, при этом отклонение сопротивления обмоток 24 форсунок 23 не должно превышать заданной величины. В случае несоответствия данных параметров хотя бы одной из форсунок выдается сообщение на буквенно-цифровой индикатор 12 и звуковой сигнал от устройства звуковой индикации 14, при этом блокируется запуск любого рабочего режима. Кроме того, с помощью датчика контроля напряжения цепи 7 производится диагностика исправности регулируемой части 15 блока питания 16 и контроль исправности блока управления форсунками 13. Для этого корректируется выходное напряжение регулируемой части 15 блока питания 16.

Датчик тока цепи форсунок 6 выдает на микроконтроллер сигнал о величине тока через обмотку 24 форсунки 23, величина которого не должна превышать заданного значения.

Датчик обрыва цепи форсунки 9 сигнализирует об обрыве обмотки 24 форсунки 23.

Работоспособность пневмосистемы и правильность настройки редуктора 20 контролируется с помощью датчика давления 11. О неполадках выдается сообщение на буквенно-цифровой индикатор 12 и звуковой сигнал от устройства звуковой индикации 14.

Данные проверки производятся периодически в течение всего времени работы.

Затем в емкость 21 заливается в качестве жидкости 22 топливо, которое под давлением поступает к иглам клапанов 25. Подводимый сжатый воздух из источника сжатого воздуха 18 создает давление, которое фиксируется датчиком давления 11, и вытесняет с помощью жидкости 22 воздух из подводящих каналов и полостей форсунок 23.

По сигналу от микроконтроллера 1, питающегося от нерегулируемой части 17 блока питания 16, управляемого с клавиатуры 5 через цифровые входы 2, производится подача электрических сигналов на обмотки 24 через блок управления форсунками 13, соединенный с цифровыми выходами 4, что приводит к периодическому подъему игл клапанов 25 и впрыскиванию топлива в приемные стаканы 26. После полного вытеснения воздуха из системы, характеризуемого устойчивым впрыском топлива, по управлению от клавиатуры 5 производится автоматический режим подачи топлива за 100 циклов в мерные стаканы 26. При этом происходит изменение частоты срабатывания игл клапанов от минимальной, соответствующей холостому ходу, до максимальных, соответствующих работе двигателя на максимальной нагрузке. В процессе работы возможна корректировка количества циклов для обеспечения расхода топлива в 30-40 см³. Количество топлива в мерных стаканах 26 определяется путем поочередного слива жидкости 22 в общий мерный цилиндр 27. Число циклов может изменяться вручную с клавиатуры 5. Далее следует удаление топлива из емкости 21 путем подъема игл клапанов 25 и опорожнения приемных стаканов 26.

Далее в емкость 21 заливается промывочная жидкость 22. По сигналу от микроконтроллера 1, управляемого с клавиатуры 5, производится срабатывание электрического сигнала иглы клапана 25 с заданной частотой (в диапазоне от 50 до 300 Гц) в течение 1-3 с с чередованием на процесс растворения продуктов отложения в течение 5-15 с, при общем времени очистки порядка 35 мин. При этом датчик срабатывания форсунки 10 контролирует срабатывание игл клапанов 25 форсунок 23.

По сигналу от микроконтроллера 1, управляемого с клавиатуры 5 через блок управления форсунками 13, производится подъем игл клапанов 25, что обеспечивает удаление промывочной жидкости из емкости 21 в приемные стаканы 26. После удаления жидкости из стаканов 26 в емкость 21 заливается топливо.

По сигналу от микроконтроллера 1, управляемого с клавиатуры 5, производится подача электрических сигналов на обмотки 24 форсунок 23 через блок управления 13, что приводит к периодическому подъему игл клапанов 25 и впрыску топлива в приемные емкости 26. После полного вытеснения воздуха из системы и обеспечения устойчивого впрыскивания топлива повторно производится проверка форсунок 23 на производительность и неравномерность подачи топлива.

К преимуществам предложенного технического решения можно отнести следующее: экономия промывочной жидкости; повышение эффективности очистки форсунок; отсутствие вредного воздействия продуктов загрязнения на системы двигателя.

Экономический эффект от внедрения изобретения получают за счет снижения расхода промывочной жидкости при полном восстановлении производительности форсунок и экономичности по расходу топлива на двигателе.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к средствам ремонта и технического обслуживания двигателей, и может быть использовано в автосервисных центрах для восстановления характеристик электромагнитных форсунок систем инжекции двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки электромагнитных форсунок без вредного воздействия на системы двигателя при существенном снижении расхода промывочной жидкости. Устройство содержит форсунки с обмотками и иглами клапанов, блок питания, подающий напряжение на микроконтроллер, который соединен с датчиками, блоком управления форсунок, к которому подключены форсунки, сообщающиеся с емкостью, соединенной с побудителем расхода жидкости. Блок питания состоит из нерегулируемой и регулируемой частей. Микроконтроллер содержит аналоговые входы, к которым подключены датчик тока цепи форсунки, датчик контроля напряжения цепи, датчик обрыва цепи, датчик сопротивления обмотки форсунки, датчик срабатывания форсунки, датчик давления и цифровые входы, к которым подключены клавиатуры и цифровые выходы, к которым подключены буквенно-цифровой индикатор, устройство звуковой индикации, блок управления форсунками и регулируемая часть блока питания, соединенная с блоком управления форсунками, датчиком тока цепи форсунок и датчиком контроля напряжения цепи. Нерегулируемая часть блока питания подключена к микроконтроллеру. Датчик тока цепи форсунки, датчик обрыва цепи, датчик сопротивления обмотки форсунки и датчик срабатывания форсунки подсоединены к форсункам. Для топлива и промывочной жидкости выполнена поочередно заполняемая емкость. Форсунки снабжены отдельными приемными стаканами и общим мерным цилиндром. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для восстановления производительности электромагнитных форсунок двигателей внутреннего сгорания, содержащее форсунки с обмотками и иглами клапанов, блок питания, подающий напряжение на микроконтроллер, который соединен с датчиками, блоком управления форсунок, к которому подключены форсунки, сообщающиеся с емкостью, соединенной с побудителем расхода жидкости, отличающееся тем, что блок питания состоит из нерегулируемой и регулируемой частей, микроконтроллер содержит аналоговые входы, к которым подключены датчик тока цепи форсунки, датчик контроля напряжения цепи, датчик обрыва цепи, датчик сопротивления обмотки форсунки, датчик срабатывания форсунки, датчик давления, и цифровые входы, к которым подключена клавиатуры и цифровые выходы, к которым подключены буквенно-цифровой индикатор, устройство звуковой индикации, блок управления форсунками и регулируемая часть блока питания, соединенная с блоком управления форсунками, датчиком тока цепи форсунок и датчиком контроля напряжения цепи, нерегулируемая часть блока питания подключена к микроконтроллеру, при этом датчик тока цепи форсунки, датчик обрыва цепи, датчик сопротивления обмотки форсунки и датчик срабатывания форсунки подсоединены к форсункам, а для топлива и промывочной жидкости выполнена поочередно заполняемая емкость и форсунки снабжены отдельными приемными стаканами и общим мерным цилиндром.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что побудитель расхода жидкости содержит источник сжатого воздуха, вентиль и редуктор.