УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЦИКЛОВЫХ ПОДАЧ ТОПЛИВНОГО НАСОСА Российский патент 2005 года по МПК F02M65/00 

Изобретение относится к области испытаний топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания, в частности топливных насосов дизелей.

Известны устройства для измерения цикловых подач топливного насоса, включающие стеклянные мерные сосуды со шкалой.

Недостатком таких устройств является необходимость визуального считывания результатов измерения со шкалы мерного сосуда и отсутствие автоматизации обработки результатов измерений [1].

Известно также устройство, в котором форсунки мерного блока выделены в две группы, сообщающиеся порознь через гидрораспределители и фильтры с двумя измерительными камерами с общим поршнем, соединенным с преобразователем линейных перемещений, подключенным к блоку управления, индикации, соединенным с датчиками впрыскивания и катушками гидрораспределителей [2].

В этом устройстве под воздействием топлива, поступающего попеременно от обеих групп форсунок, поршень совершает возвратно-поступательные движения по командам блока управления, индикации, отслеживающим перемещение по сигналам преобразователя линейных перемещений. В процессе измерения вытеснение топлива поршнем из одной камеры происходит под воздействием доз топлива, поступающего из форсунок и вытесняющего поршень из другой камеры. В результате усилие на поршне, противодействующее его перемещению переменно, поэтому в силу дискретности поступления топлива давление в камерах резко переменно и значение его может падать ниже порога выделения растворенной в топливе газовой фракции. Это приводит к увеличению погрешности результатов измерения.

Задачей изобретения является уменьшение погрешности измерения цикловых подач топливного насоса.

Для достижения указанной задачи устройство для измерения цикловых подач топливного насоса, содержащее блок крепления форсунок с датчиками впрыскивания и двумя группами форсунок, сообщающимися порознь через гидрораспределители и фильтры с двумя измерительными камерами с общим поршнем, соединенным с преобразователем линейных перемещений, подключенным к блоку управления, индикации, соединенным с датчиками впрыскивания и катушками гидрораспределителей, дополнительно снабжено пневмогидроаккумулятором с двумя датчиками уровня топлива и запорным клапаном с сужающим устройством, причем пневмогидроаккумулятор соединен общей гидравлической линией через гидрораспределители с обеими измерительными камерами и через сужающее устройство и запорный клапан подключен к сливной магистрали, а датчики уровня и катушка запорного клапана соединены с блоком управления, индикации. Преобразователь линейных перемещений может быть снабжен датчиком промежуточного положения поршня, подключенным к блоку управления, индикации.

Этим обеспечивается постоянство усилия на поршне, противодействующего его перемещению под воздействием подаваемого топлива, что предотвращает падение давления в измерительных камерах ниже порога выделения растворенной в топливе газовой фракции и позволяет тем самым снизить погрешность измерений цикловых подач топливного насоса.

На чертеже показана схема предложенного устройства.

Устройство содержит две измерительные камеры 1 и 2, общий поршень 3, преобразователь 4 линейных перемещений с двумя встроенными конечными выключателями, датчик 5 промежуточного положения поршня, блок 6 крепления форсунок с датчиками 7 впрыскивания и обратными клапанами 8, гидрораспределители 9, 10, топливные фильтры 11, 12, аккумуляторы 13, 14, нагнетательные клапаны 15, 16, пневмогидроаккумулятор 17, запорный клапан 18 с сужающим устройством 19 на входе, датчики 20, 21 уровня топлива, блок 22 управления, индикации.

Топливные каналы блока 6 крепления форсунок объединены гидравлически через обратные клапаны 8 в две группы, которые через топливные фильтры 11, 12 двумя магистралями 23, 24 через гидрораспределители 9, 10 соединяются с измерительными камерами 1, 2 или через нагнетательные клапаны 15, 16 со сливом. Измерительные камеры 1, 2 через гидрораспределители 9, 10 соединяются общей гидравлической магистралью 25 с пневмогидроаккумулятором 17. Выход пневмогидроаккумулятора 17 через сужающее устройство 19 и запорный клапан 18 соединен со сливом. К блоку 22 управления, индикации подключены датчики уровня топлива 20, 21, преобразователь 4 линейных перемещений со встроенными конечными выключателями, датчик 5 промежуточного положения преобразователя линейных перемещений, катушки гидрораспределителей 9, 10 и запорного клапана 18.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии, при выключенных катушках гидрораспределителей 9, 10, топливо от обеих групп гидравлически объединенных топливных каналов через фильтры 13, 14, гидрораспределители 9, 10 и нагнетательные клапаны 15, 16 поступает на слив. С началом измерений по команде блока 22 управления, индикации включается гидрораспределитель 9. Топливо из правой группы 27 топливных каналов по-прежнему поступает через фильтр 12, гидрораспределитель 10 и нагнетательный клапан 16 на слив, а с левой группы 26 топливных каналов топливо через фильтр 11 и включенный гидрораспределитель 9 поступает в измерительную камеру 1. Исходя из чередования топливного насоса, производительность которого измеряется, группы гидравлически объединенных топливных каналов сформированы таким образом, чтобы впрыскивания в каждой из групп были равномерно распределены по обороту вала насоса, например, при восьмисекционном насосе - через 90°. При максимальной подаче топливного насоса продолжительность впрыскивания составляет примерно 10°. Гидравлические сужения - топливные фильтры 11, 12 и аккумуляторы 13, 14 растягивают процесс впрыскивания примерно до 60°. Это снижает величину максимальной мгновенной скорости поршня 3 и связанного с ним преобразователя 4 линейных перемещений, таким образом снижая требования к его частной характеристике, одновременно снижается величина динамической составляющей давления в измерительных камерах и топливных каналах. При включении гидрораспределителя 9 поршень начинает перемещаться вправо, вытесняя топливо из измерительной камеры 2. Топливо из измерительной камеры 2 поступает в пневмогидроаккумулятор 17, который создает постоянное давление (2-3 атм) в измерительной камере 2, что обеспечивает постоянное усилие на поршне 3, предотвращающее падение давления в измерительной камере 1 в интервалах между поступлениями доз топлива. Информация о перемещении поршня 3 передается преобразователем 4 линейных перемещений в блок 22 управления индикации, туда же поступают сигналы датчиков впрыскивания 7. Отсчет впрыскиваний начинается после срабатывания датчика 5 промежуточного положения поршня. После поступления заданного программой управления числа впрыскиваний, гидрораспределитель 9 выключается, а гидрораспределитель 10 включается, поршень 3 изменяет направление движения на противоположное, топливо из группы 27 топливных каналов начинает поступать в измерительную камеру 2, вытесняя поршнем 3 топливо из камеры 1. Вытесняемое из измерительной камеры 1 топливо по гидравлической магистрали 25 поступает в пневмогидроаккумулятор 17, уровень топлива в нем повышается, но давление остается прежним, величина его определяется давлением воздуха в воздушной полости. При повышении уровня топлива до порога срабатывания верхнего датчика 20 уровня топлива блок 22 управления, индикации включает запорный клапан 18 - топливо через сужающее устройство 19 и запорный клапан 18 поступает на слив. При срабатывании нижнего датчика 21 уровня топлива запорный клапан 18 выключается, уровень топлива вновь повышается - далее процесс повторяется. После отсчета заданного числа впрыскиваний измерение цикловых подач группы 27 топливных каналов заканчивается. Таким образом, за один цикл возвратно-поступательные перемещения поршня 3 в блок 22 управления, индикации поступает информация о цикловых подачах всех восьми секций топливного насоса.

Во время измерения каждое отдельное перемещение преобразователя линейных перемещений 4 соотносится с впрыскиванием определенной линии высокого давления топливного насоса по сигналу соответствующего датчика впрыскивания 7. Затем элементарные перемещения, относящиеся к каждой линии высокого давления складываются, вычисляется объем поданного топлива исходя из суммарного перемещения по каждой линии высокого давления, после чего находятся значения цикловых подач путем деления вычисленных объемов топлива на число циклов. Блок 22 управления, индикации производит дальнейшую обработку информации - вычисляет значение средней подачи и т.д. Срабатывание датчика 5 промежуточного положения поршня происходит на некотором расстоянии от крайнего левого положения поршня, что позволяет измерять максимальные цикловые подачи при производительности секций топливного насоса, подключенных к группе 27 топливных каналов, большей, чем у секций, соединенных с группой 26. Введение в устройство пневмогидроаккумулятора с двумя датчиками уровня и клапаном с сужающим устройством на входе позволяет реализовать задачу слива топлива, поступающего из форсунок, при стабильном давлении в измерительных камерах, что позволяет уменьшить погрешность измерения цикловых подач топливного насоса. Значение погрешности зависит от величины измеряемых цикловых подач. При измерении номинальных подач топливного насоса погрешность может быть снижена примерно до 0,25%.

Список использованных источников

1. Устройство для подачи топлива топливовпрыскивающих систем, патент РФ №2162544, F 02 М 65/00, опубликован 27.01.2001 г., Бюл. №3.

2. Устройство для измерения цикловых подач топливного насоса, а.с. СССР №1423771, F 02 M 65/00, опубликован 15.09.1989.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к области испытаний топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет уменьшить погрешность измерения цикловых подач топливного насоса. Устройство для измерения цикловых подач топливного насоса содержит блок крепления форсунок с датчиками впрыскивания и двумя группами форсунок, сообщающихся порознь через гидрораспределители и фильтры с двумя измерительными камерами с общим поршнем, соединенным с преобразователем линейных перемещений, подключенным к блоку управления, индикации, соединенным с датчиками впрыскивания и катушками гидрораспределителей. Устройство дополнительно снабжено пневмогидроаккумулятором с двумя датчиками уровня топлива и запорным клапаном с сужающим устройством. Пневмогидроаккумулятор соединен общей гидравлической линией через гидрораспределители с обеими измерительными камерами и через сужающее устройство и запорный клапан подключен к сливной магистрали. Датчики уровня и катушка запорного клапана соединены с блоком управления, индикации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для измерения цикловых подач топливного насоса, содержащее блок крепления форсунок с датчиками впрыскивания и двумя группами форсунок, сообщающихся порознь через гидрораспределители и фильтры с двумя измерительными камерами с общим поршнем, соединенным с преобразователем линейных перемещений, подключенным к блоку управления, индикации, соединенным с датчиками впрыскивания и катушками гидрораспределителей, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено пневмогидроаккумулятором с двумя датчиками уровня топлива и запорным клапаном с сужающим устройством, причем пневмогидроаккумулятор соединен общей гидравлической линией через гидрораспределители с обеими измерительными камерами и через сужающее устройство и запорный клапан подключен к сливной магистрали, а датчики уровня и катушка запорного клапана соединены с блоком управления, индикации.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь линейных перемещений снабжен датчиком промежуточного положения поршня, подключенным к блоку управления, индикации.