УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЬНОЙ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК F02M65/00 

Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано для бесстендового диагностирования топливной аппаратуры высокого давления (ТАВД), используемой в дизельных двигателях, а именно для проверки форсунок, а также плунжерных пар и нагнетательных клапанов топливного насоса высокого давления (ТНВД).

Известно устройство для диагностирования ТАВД, содержащее корпус с наконечником, в котором выполнен канал высокого давления для подачи испытательной жидкости к диагностируемому органу, установленный внутри корпуса плунжерный насос для подачи испытательной жидкости в канал наконечника, привод насоса, выполненный в виде рычага, шарнирно соединенного с корпусом для воздействия на плунжер насоса, резервуар для испытательной жидкости, подключенный к полости питания насоса, нагнетательный клапан, установленный между надплунжерным пространством 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.163-164, а также Руководство по диагностированию тракторов. - М.: ГОСНИТИ, 1984, с.81-82).

Это известное устройство, именуемое приспособлением КИ-16031 А, предназначено, как и заявленное устройство, для проверки форсунок ТНВД, а также состояния плунжерных пар и нагнетательных клапанов ТНВД. Для осуществления указанного диагностирования наконечник корпуса устройства подключается к входному элементу диагностируемого органа, например к штуцеру ТНВД или к входу форсунки, посредством гибкого топливопровода.

Рукоятка-резервуар для испытательной жидкости (дизельного топлива) в известном устройстве выполнена отдельно от рычага привода насоса, и в процессе работы с устройством рукоятку-резервуар оператор удерживает одной рукой, а другой рукой манипулирует рычагом привода насоса. Таким образом, при накачивании топлива обе руки оператора заняты этим устройством, и для того, чтобы по ходу проверки, например, форсунки можно было ее подрегулировать путем вращения винта регулирования давления впрыска, оператор должен или прибегать к помощи второго оператора или чередовать накачивание топлива с регулировкой форсунки. В любом из этих случаев имеет место неудобство работы, что приводит к увеличению трудоемкости диагностирования.

К тому же, в процессе работы рукоятка-резервуар известного устройства находится в положении, близком к горизонтальному, т.е. скорее в горизонтальном положении, чем в вертикальном. Однако для нормального функционирования устройства с получением воспроизводимых достоверных результатов диагностирования необходимо обеспечить сплошность, т.е. непрерывность потока поступающей в полость питания испытательной жидкости при качательных движениях рычага привода насоса, для чего рукоятку-резервуар следует наклонять в сторону насоса, что увеличивает неудобство работы. В результате не гарантируется обеспечение сплошности потока поступающей в насос жидкости.

К тому же, нежесткое соединение наконечника корпуса известного устройства с входным элементом диагностируемого органа (при помощи гибкого топливопровода) затрудняет обеспечение повторяемости (т. е. одинаковости, идентичности) разных вариантов тестового воздействия (величины давления испытательной жидкости и скорости его нарастания) на этот орган, так как, удерживая на весу корпус устройства, оператору затруднительно гарантировать приемлемую идентичность воздействия на рычаг привода насоса. В результате этого не достигается приемлемая в условиях бесстендовой диагностики достоверность и точность полученных результатов.

Наличие в известном устройстве по существу двух рукояток, а именно рукоятки-резервуара и рычага привода насоса, увеличивает материалоемкость устройства.

Исходя из указанных недостатков известного устройства, основной задачей настоящего изобретения является создание устройства для бесстендового диагностирования ТАВД, которое имело бы меньшую материалоемкость и обеспечило бы снижение трудоемкости диагностирования, а также приемлемую точность и достоверность результатов диагностики путем получения достаточной повторяемости тестового воздействия на диагностируемый орган.

Дополнительные задачи настоящего изобретения заключаются в повышении безопасности работ при проверке плунжерных пар и расширении функциональных возможностей устройства путем обеспечения, в частности, возможности экспресс-оценки производительности плунжерной пары.

Основная задача настоящего изобретения достигается тем, что устройство для диагностирования дизельной топливной аппаратуры высокого давления, содержащее корпус с наконечником, в котором выполнен канал высокого давления для подачи испытательной жидкости к диагностируемому органу, установленный внутри корпуса плунжерный насос для подачи испытательной жидкости в канал наконечника, привод насоса, выполненный в виде рычага, шарнирно соединенного с корпусом для воздействия на плунжер насоса, резервуар для испытательной жидкости, подключенный к полости питания насоса, нагнетательный клапан, установленный между надплунжерным пространством и каналом высокого давления для создания высокого давления испытательной жидкости в канале, и манометр, подключенный к каналу высокого давления, снабжено по меньшей мере одним сменным приспособлением для жесткого соединения наконечника с входным элементом диагностируемого органа, а резервуар установлен в рычаге привода насоса и подключен к полости питания насоса посредством гибкого трубопровода с обеспечением расположения уровня испытательной жидкости в резервуаре выше полости питания насоса.

Жесткое присоединение наконечника, а следовательно и корпуса, к диагностируемому органу при расположении резервуара в рычаге привода насоса с обеспечением расположения уровня испытательной жидкости в резервуаре выше полости питания насоса в совокупности с остальными существенными признаками устройства по настоящему изобретению обеспечивает, с одной стороны, удобную фиксацию устройства и устранение необходимости удерживать его обеими руками в процессе нагнетания испытательной жидкости в насос, что повышает эргономичность устройства и снижает трудоемкость проводимых на нем работ, а с другой стороны, обеспечивает достаточную воспроизводимость тестового воздействия на диагностируемый орган (в том числе, за счет повышения удобства работ) и гарантирует сплошность потока жидкости, поступающей в насос устройства, что повышает точность и достоверность получаемых результатов. При этом достигается снижение материалоемкости устройства за счет по существу совмещения в одном конструктивном узле рычага привода насоса с резервуаром для испытательной жидкости.

Относительно существенного признака, касающегося расположения резервуара в рычаге привода насоса, необходимо отметить, что этот признак может быть сформулирован и другими эквивалентными ему выражениями, например такими:

- резервуар установлен на рычаге привода насоса;

- резервуар выполнен в виде рычага привода насоса;

- резервуар выполнен совместно с рычагом привода насоса; и т.п.

Во всех случаях идея заключается в том, что резервуар выполнен в одном конструктивном узле с рычагом (“заодно” с рычагом). Поэтому, вышеуказанные формулировки рассматриваемой конструктивной особенности заявленного устройства также входят в объем настоящего изобретения.

Согласно изобретению по меньшей мере одно из сменных приспособлений может быть выполнено в виде накидной гайки, имеющей два соединительных резьбовых участка с противоположными направлениями навивки. Один из этих соединительных резьбовых участков предназначен для навинчивания на наконечник заявленного устройства, а другой - для навинчивания на входной элемент (штуцер форсунки или топливного насоса) диагностируемого органа, чем обеспечивается быстрое и жесткое соединение наконечника устройства с указанным элементом. Кроме того, по меньшей мере одно из сменных приспособлений может быть выполнено в виде переходника с двумя соединительными участками наружной резьбы, по меньшей мере один из которых приспособлен для навинчивания на один из соединительных резьбовых участков накидной гайки. Оси соединительных участков переходника могут быть расположены под углом друг к другу. Переходники могут потребоваться в некоторых случаях для проведения диагностики на определенных типах двигателей, например при труднодоступном положении штуцеров форсунки или топливного насоса. В таких случаях могут быть использованы две накидные гайки с переходником между ними. Указанное выполнение соединительных участков переходника под углом друг к другу облегчает подключение к труднодоступным элементам. В заявленном устройстве может иметься комплект из нескольких накидных гаек и/или переходников для обеспечения возможности присоединения наконечника устройства к входным элементам форсунок и топливных насосов различных двигателей. Понятно, что резьба на тех соединительных резьбовых участках накидных гаек и переходников, которые соединяются с тем или иным входным элементом диагностируемого органа, должна соответствовать резьбе этого элемента.

Повышение безопасности работ при проверке плунжерных пар достигается в настоящем изобретении тем, что заявленное устройство снабжено дросселем, вход которого подключен к каналу высокого давления, а выход сообщен с атмосферой. По требованиям безопасности не допускается давление в полостях устройства более 45 МПа (≈450 кг/см²). Указанный дроссель позволяет предотвратить такое повышение давления.

Кроме того, наличие в заявленном устройстве дросселя дает возможность экспресс-оценки производительности плунжерной пары при фиксированном давлении, обеспечиваемом дросселем. Последний может быть выполнен регулируемым, что дает возможность задавать разное давление в пределах допустимого при оценке производительности плунжерных пар в различных типах ТНВД.

Выход дросселя может быть снабжен отводящим штуцером для обеспечения удобства отвода дросселируемой испытательной жидкости.

В случае использования в устройстве серийного плунжера, применяемого в существующих ТНВД и выполненного с винтовой канавкой на его цилиндрической поверхности и сообщенным с ней Г-образным каналом, выходящим на торец плунжера, последний снабжен заглушкой, установленной в осевой части Г-образного канала. Плунжеры описанной конструкции в настоящее время широко применяются в существующих ТНВД, поэтому их можно успешно использовать также в конструкции предложенного устройства, установив указанную заглушку. Дело в том, что плунжер в корпусе заявленного устройства установлен с возможностью поворота вокруг своей продольной оси, и в случае использования указанного серийного плунжера указанная заглушка необходима для того, чтобы величина подачи испытательной жидкости за один ход плунжера не зависела от угла поворота плунжера вокруг своей продольной оси.

Для обеспечения возможности удаления воздуха из полости питания плунжерного насоса (наличие воздуха приводит к неравномерной подачи насосом испытательной жидкости, что искажает результаты диагностирования) устройство снабжено резьбовой пробкой, ввинчиваемой в стенку корпуса в зоне этой полости и выполненной с каналом, один конец которого выходит на поверхность внутреннего торца пробки, а другой - на ее резьбовую поверхность на участке, смежном с головкой пробки.

Заявленное устройство может быть снабжено съемным приспособлением для стационарного крепления корпуса. В частности, это приспособление может быть выполнено в виде обхватывающего корпус хомута из двух стягиваемых друг с другом половинок. В случае своего стационарного крепления (например, путем зажатия указанного хомута с закрепленным в нем корпусом заявленного устройства в слесарных тисках) заявленное устройство становится своеобразным “стендом”, и работа с ним при проведении технического обслуживания и ремонта снятых с двигателя форсунок становится более удобной.

Заявленное устройство может быть снабжено также переходником для обеспечения возможности подключения выхода канала высокого давления через наконечник к поверочному манометру, что обеспечивает возможность проведения поверки имеющегося рабочего манометра без снятия его с устройства.

Заявленное устройство можно снабдить элементом крепления для фиксации рычага относительно корпуса в транспортном положении

На фиг.1 схематически представлено заявленное устройство, частичный продольный разрез;

на фиг.2 - вид на переднюю часть плунжера по стрелке А;

на фиг.3 показано подключение поверочного манометра к заявленному устройству.

Заявленное устройство содержит корпус 1 с резьбовым наконечником 2, в котором выполнен канал 3 высокого давления для подачи испытательной жидкости, в качестве которой используют, как правило, дизельное топливо, к диагностируемому органу. Внутри корпуса 1 расположен плунжерный насос 4 с плунжером 5 для подачи топлива в канал 3 наконечника 2. Привод насоса 4 выполнен в виде рычага 6, который для обеспечения возможности воздействия на плунжер 5 шарнирно соединен с корпусом 1, для чего к последнему жестко прикреплен промежуточный кронштейн 7, с которым посредством шарнирного соединения 8 соединен рычаг 6. Воздействие рычага 6 на плунжер 5 обеспечено через установленный на рычаге 6 ролик 9, расположенный с возможностью контактирования с толкателем 10 и воздействия на него. Толкатель 10 установлен с возможностью осевого перемещения в корпусе 1 в контакте с хвостовиком плунжера 5, обратный ход которого обеспечен пружиной 11, воздействующей на тарелку 12, которая контактирует с хвостовиком плунжера 5 со стороны, противоположной толкателю 10.

Резервуар 13 для топлива установлен в рычаге 6 и имеет отвинчивающуюся крышку 14. Полость резервуара 13 подключена к кольцевой полости 15 питания насоса 4 посредством гибкого трубопровода 16.

В корпусе 1 между надплунжерным пространством 17 и каналом 3 высокого давления установлен также нагнетательный клапан 18 для создания высокого давления испытательной жидкости в канале 3. Манометр 19 установлен на корпусе 1 и подключен к каналу 3 через полость 20, в которой расположена возвратная пружина 21 клапана 18.

Заявленное устройство имеет также установленный на корпусе 1 регулируемый дроссель 22, вход 23 которого подключен к каналу 3 высокого давления через полость 20, а выход сообщен с атмосферой. Для обеспечения удобства отвода дросселируемого топлива с предотвращением его неконтролируемого растекания по корпусу дросселя выход снабжен отводящим штуцером 24, при помощи которого топливо можно аккуратно собрать в отдельную емкость. Проходное сечение в дросселе 22 регулируется рукояткой 25.

В качестве плунжера 5 в заявленном устройстве может быть использован плунжер серийной конструкции, применяемой в существующих ТНВД. На цилиндрической поверхности плунжера 5 такой конструкции имеется винтовая канавка 26 (фиг.2), сообщенная с Г-образным каналом 27, выходящим на торец плунжера. В этом случае в осевой части канала 27 установлена заглушка 28.

В зоне полости 15 питания в корпусе 1 выполнено сообщенное с этой полостью резьбовое отверстие, в которое ввернута резьбовая пробка 29, выполненная с каналом 30, один конец которого выходит на поверхность внутреннего торца пробки 29, а другой - на ее резьбовую поверхность на участке, смежном с головкой пробки.

Заявленное устройство может иметь съемное приспособление для стационарного крепления 1 корпуса. Это приспособление может быть выполнено в виде обхватывающего корпус хомута (не показан) из двух стягиваемых друг с другом винтами жестких половинок, имеющих щечки, с помощью которых хомут с закрепленным на нем корпусом 1 устройства можно при необходимости зажать в слесарных тисках, обеспечив неподвижность устройства и превратив его в подобие испытательного стенда.

Устройство по настоящему изобретению может иметь переходник 31 для обеспечения возможности подключения выхода канала 3 через наконечник 2 к поверочному манометру 32 (фиг.3).

Сменное приспособление для жесткого соединения наконечника 2 со штуцером форсунки или топливного насоса может быть выполнено в виде накидной гайки 33, имеющей два соединительных резьбовых участка с противоположными направлениями навивки. Один участок 34 навинчивается на резьбовую часть наконечника 2, а второй участок 35 - на штуцер соответствующего диагностируемого органа. Устройство может быть укомплектовано несколькими гайками, вторые резьбовые участки 35 которых приспособлены для соединения с разными типами соединительных частей диагностируемых органов. Сменные приспособления, обеспечивающие жесткое соединение наконечника 2 с входным элементом диагностируемого органа, могут иметь также и другое исполнение, в частности, соединительные участки такого сменного приспособления могут быть расположены под углом друг к другу, в том числе под прямым углом. В составе указанных сменных приспособлений может иметься один или несколько переходников (не показаны) помимо переходника 31, а также удлинители и другие элементы. Для подключения устройства к диагностируемому органу используемые при этом сменные приспособления жестко соединяются между собой, обеспечивая жесткость соединения наконечника 2 с соответствующим штуцером диагностируемого органа.

Для фиксации рычага 6 с резервуаром 13 относительно корпуса 1 в целях транспортировки предусмотрен элемент крепления, выполненный, например, в виде шплинта 36, вставляемого в соответствующие отверстия кронштейна 7 и рычага 6.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Вывернув крышку 14, в резервуар 13 заливают топливо. Крышку 14 вворачивают обратно не полностью. Для удаления воздуха из полости 15 питания и гибкого трубопровода 16 частично откручивают пробку 29 на некоторое время до истечения топлива без пузырьков. Заполняют полость 15 питания топливом, произведя несколько перемещений рычага 6 до наступления полнопоточного истечения топлива из наконечника 2 и штуцера 24. Полностью закручивают пробку 29 и рукояткой 25 закрывают вентиль дросселя 22.

Для проверки форсунки или плунжерной пары ТНВД двигателя устройство подключают к штуцеру (не показан) форсунки или ТНВД соответственно, для чего используют накидную гайку 33, наворачиваемую одновременно (за счет противоположных направлений навивки ее резьбовых участков) на наконечник 2 и на штуцер диагностируемого органа. При этом конец наконечника 2 плотно сопрягается с отверстием штуцера. Если штуцер диагностируемого органа расположен в неудобном или труднодоступном месте, используют необходимые переходники и удлинители.

Диагностику проводят, создавая в диагностируемом органе заданное давление топлива путем плавных качательных перемещений рычага 6, дросселируя при необходимости рукояткой 25 выход топлива. Создаваемое давление топлива контролируют манометром 19. При этом топливо самотеком поступает из резервуара 14 по трубопроводу 16 в полость 15 питания, откуда плунжер 5, преодолевая сопротивление пружины 21 клапана 18, подает топливо в полость 20, сообщенную с каналом 3 высокого давления. Из этого канала топливо поступает в диагностируемый орган. Вытекающее из дросселя 22 через штуцер 24 топливо может быть аккуратно собрано в отдельную емкость.

Используя переходник 31 с соответствующей гайкой 33, выход канала 3 наконечника 2 можно подключить к поверочному манометру 32, чтобы провести поверку рабочего манометра 19 (фиг.3). Согласно существующим требованиям по проведению поверки манометров (ГОСТ 8.053-73) поверку производят вначале при плавно возрастающем значении измеряемого давления, а затем, после выдержки на верхнем пределе измерений, при плавно убывающем значении измеряемого давления. Имеющийся в данном устройстве регулируемый дроссель 22 обеспечивает указанный порядок проведения поверки.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к технической диагностике, и может быть использовано для бесстендового диагностирования топливной аппаратуры высокого давления, используемой в дизельных двигателях, а именно для проверки форсунок, а также плунжерных пар и нагнетательных клапанов топливного насоса высокого давления. Заявленное изобретение направлено на создание устройства бесстендового диагностирования, которое имело бы меньшую материалоемкость и обеспечило бы снижение трудоемкости диагностирования, а также приемлемую точность и достоверность результатов диагностики путем получения достаточной повторяемости тестового воздействия на диагностируемый орган. Устройство для диагностирования дизельной топливной аппаратуры высокого давления содержит корпус с наконечником, в котором выполнен канал высокого давления для подачи испытательной жидкости к диагностируемому органу, установленный внутри корпуса плунжерный насос для подачи испытательной жидкости в канал наконечника. Привод насоса выполнен в виде рычага, шарнирно соединенного с корпусом для воздействия на плунжер насоса. Резервуар для испытательной жидкости подключен к полости питания насоса. Нагнетательный клапан установлен между надплунжерным пространством и каналом высокого давления для создания высокого давления испытательной жидкости в канале. Манометр подключен к каналу высокого давления. Устройство снабжено, по меньшей мере, одним сменным приспособлением для жесткого соединения наконечника с входным элементом диагностируемого органа. Резервуар установлен в рычаге привода насоса и подключен к полости питания насоса посредством гибкого трубопровода с обеспечением расположения уровня испытательной жидкости в резервуаре выше полости питания. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для диагностирования дизельной топливной аппаратуры высокого давления, содержащее корпус с наконечником, в котором выполнен канал высокого давления для подачи испытательной жидкости к диагностируемому органу, установленный внутри корпуса плунжерный насос для подачи испытательной жидкости в канал наконечника, привод насоса, выполненный в виде рычага, шарнирно соединенного с корпусом для воздействия на плунжер насоса, резервуар для испытательной жидкости, подключенный к полости питания насоса, нагнетательный клапан, установленный между надплунжерным пространством и каналом высокого давления для создания высокого давления испытательной жидкости в канале, и манометр, подключенный к каналу высокого давления, отличающееся тем, что устройство снабжено, по меньшей мере, одним сменным приспособлением для жесткого соединения наконечника с входным элементом диагностируемого органа, а резервуар установлен в рычаге привода насоса и подключен к полости питания насоса посредством гибкого трубопровода с обеспечением расположения уровня испытательной жидкости в резервуаре выше полости питания.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одно из сменных приспособлений выполнено в виде накидной гайки, имеющей два соединительных резьбовых участка с противоположными направлениями навивки.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одно из сменных приспособлений выполнено в виде переходника с двумя соединительными участками наружной резьбы, по меньшей мере, один из которых приспособлен для навинчивания на один из соединительных резьбовых участков накидной гайки.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оси соединительных участков переходника расположены под углом друг к другу.5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что оно снабжено дросселем, вход которого подключен к каналу высокого давления, а выход сообщен с атмосферой.6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что дроссель выполнен регулируемым.7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что выход дросселя снабжен подводящим штуцером для обеспечения удобства отвода дросселируемой испытательной жидкости.8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что в случае использования в устройстве серийного плунжера, применяемого в существующих топливных насосах высокого давления и выполненного с винтовой канавкой на его цилиндрической поверхности и сообщенным с ней Г-образным каналом, выходящим на торец плунжера, последний снабжен заглушкой, установленной в осевой части Г-образного канала.9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что для обеспечения возможности удаления воздуха из полости питания плунжерного насоса устройство снабжено резьбовой пробкой, ввинчиваемой в стенку корпуса в зоне этой полости и выполненной с каналом, один конец которого выходит на поверхность внутреннего торца пробки, а другой - на ее резьбовую поверхность на участке, смежном с головкой пробки.10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что оно снабжено съемным приспособлением для стационарного крепления корпуса.11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что съемное приспособление выполнено в виде охватывающего корпус хомута из двух стягиваемых друг с другом половинок.12. Устройство по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что оно снабжено переходником для обеспечения возможности подключения выхода канала высокого давления через наконечник к поверочному манометру.13. Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что оно снабжено элементом крепления для фиксации рычага относительно корпуса в транспортном положении.