СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ И РЕГУЛИРОВКИ ДИЗЕЛЬНОЙ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ И СТЕНД ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F02M65/00 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к стендам для испытания и регулировки топливной аппаратуры дизельных двигателей внутреннего сгорания.

Известен способ испытания топливной аппаратуры, включающий взаимосвязанные между собой технологические операции - установку топливных насосов высокого давления с форсунками, подачу рабочей жидкости в мерный блок и определение угла впрыскивания форсунок [1].

Известен стенд для испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры с устройством, создающим противодавление впрыску топлива [2].

Недостатком способа испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры и стенда для испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры является невозможность определения параметров работы форсунок при реальных величинах подачи топлива с учетом противодавления впрыску топлива, равному давлению газов в цилиндре двигателя, что, в свою очередь, снижает точность измерения цикловой подачи топлива.

Невозможно, в частности, контролировать величины изменения давления топлива в топливопроводах в процессе нагнетания и впрыска в зависимости от частоты вращения вала топливного насоса высокого давления.

Предлагаемое изобретение позволяет получить новый технический эффект - повысить качество регулировки дизельной топливной аппаратуры, повысить уровень автоматизации стенда.

Этот технический эффект достигается тем, что перед испытанием и регулировкой дизельной топливной аппаратуры осуществляют регистрацию и регулирование (корректировку) давления начала впрыска топлива форсункой с учетом противодавления впрыску топлива, равному давлению газов внутри цилиндра дизельного двигателя при реальных условиях ее эксплуатации, снижающего реальную величину цикловой подачи топлива.

Целесообразно, чтобы в процессе регулировки дизельной топливной аппаратуры контролировалась равномерность изменения максимальных давлений, развиваемых плунжерными парами топливного насоса высокого давления и среднего давления топлива в топливопроводах по секциям в процессе нагнетания и впрыска в динамике при изменении частоты вращения вала топливного насоса высокого давления.

Стенд для испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры, содержащий камеру впрыска, форсунки, топливопроводы высокого давления, топливный насос высокого давления с приводом, отличающийся тем, что стенд дополнительно снабжается устройствами регистрации давления топлива в топливопроводах высокого давления и в полости камеры впрыска.

На фиг. 1 представлена схема стенда.

На фиг. 2 представлены осциллограммы процесса впрыска топлива: t - время; t₁ - момент начала впрыска топлива форсункой; р_m - давление в топливопроводе высокого давления; р_мах - максимальное давление, развиваемое плунжерной парой; р_впр - давление начала впрыска топлива форсункой; р_ср - среднее давление в процессе впрыска; р_к - давление в полости камеры впрыска; h - перемещение иглы форсунки.

Способ испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры осуществляется при помощи стенда, состоящего из электродвигателя 1 (фиг. 1), приводящего во вращение вал топливного насоса высокого давления 2, и системы топливоподачи, состоящей из топливного бака 3 и подкачивающего насоса 4. Секции топливного насоса высокого давления 2 соединены трубопроводами высокого давления 7 с форсунками 6, закрепленными на камере впрыска 5. В полости камеры впрыска 5 установлено устройство 9 регистрации давления, а в топливопроводах высокого давления 7 - устройства 8 регистрации давления нагнетания топлива топливным насосом высокого давления. Работа стенда управляется персональным компьютером 11, связанным с микропроцессорным блоком 10 стенда, к которому подключены управляющие и сигнальные цепи стенда, и сигнальные цепи устройств 8 и 9 регистрации давления топлива в топливопроводе высокого давления 7 и в полости камеры впрыска 5.

Способ испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры реализуется следующим образом.

На стенд устанавливают испытуемый топливный насос высокого давления 2, а на камеру впрыска 5 испытуемые форсунки 6. Форсунки 6 соединяют с топливным насосом высокого давления 2 топливопроводами высокого давления 7. Затем подают напряжение питания и проверяют работу всех электрических приборов, систем управления, измерения и приводов. Проводят опрессовку стенда путем подвода топлива из топливного бака 3 при помощи подкачивающего насоса 4 в топливный насос высокого давления 2. Топливо по топливопроводам высокого давления 7 нагнетается в форсунки 6, впрыскивающие его в полость камеры впрыска 5.

После проверки работоспособности стенда начинают испытание установленных на стенд форсунок 6. Устанавливают частоту вращения вала привода топливного насоса высокого давления 60…80 мин^-1, что соответствует техническому регламенту регулировки форсунок на давление начала впрыска топлива форсункой (см. ГОСТ 10579-88). Для имитации реальных условий работы топливной аппаратуры, в полости камеры впрыска 5 создается противодавление, равное по значению давлению газов в цилиндре конкретного двигателя.

Создаваемое противодавление снижает величины цикловых подач топлива топливного насоса высокого давления (см. диссертацию на соискание степени кандидата технических наук «Совершенствование методики оценки неравномерности подачи топливных систем тракторных дизелей», Инсафуддинов С.З., Оренбург, 2005 г., с. 109).

Для оценки давления начала впрыска топлива форсункой необходимо одновременно производить регистрацию изменения давлений в камере впрыска 5 и в топливопроводах 7.

В результате анализа экспериментально полученных осциллограмм (фиг. 2) с использованием датчика перемещения иглы форсунки и устройств регистрации давлений было доказано, что момент начала впрыска топлива форсункой (момент t₁), соответствующий давлению начала впрыска топлива, совпадает с моментами начала нарастания давления в полости камеры впрыска (т. А) и началом перемещения иглы форсунки. Такое совпадение обеспечивается высокой скоростью распространения волны впрыска топлива.

В процессе регулировки дизельной топливной аппаратуры полученные значения давления начала впрыска топлива форсункой р_впр, сравнивают с паспортным значением и при необходимости регулируют (корректируют).

Для регистрации максимальных давлений р_мах, развиваемых плунжерными парами топливного насоса высокого давления, а также вычисления средних давлений р_ср по секциям в процессе впрыска необходимо устанавливать частоту вращения вала привода топливного насоса высокого давления, соответствующую частоте вращения согласно техническому регламенту по регулировке дизельной топливной аппаратуры.

В процессе регулировки определяются давления р_мах и р_ср по секциям при различных частотах вращения вала насоса высокого давления с целью контроля динамики изменения давлений в топливопроводах в процессе нагнетания и впрыска. Совпадение давлений по секциям насоса высокого давления в динамике позволяет сделать вывод о достаточно качественной регулировке дизельной топливной аппаратуры.

Данный способ определения давлений р_впр, р_мах и вычисления р_ср заложен в алгоритм работы микропроцессорного блока 10 с выводом результатов на монитор персонального компьютера 11. Алгоритм определения параметров топливоподачи по данному способу заложен в программу, зарегистрированную в реестре программ для ЭВМ [3].

Предлагаемый стенд для испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры является полностью автоматизированным, что позволяет производить качественное регулирование дизельной топливной аппаратуры.

Источники информации

1. Патент №2263813, F02M 65/00. Способ испытания топливной аппаратуры. В.Н.Скрипников. Заявка 2004103573/06, 10.02.2004.

2. Патент №2429373, F02M 65/00. Стенд для испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры. P.M.Баширов, С.З.Инсафуддинов, Ф.Р.Сафин, Л.Н.Костенко. Башкирский государственный аграрный университет. Заявка 2010106592, 24.02.2010.

3. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2014611323 от 30.01.2014. Диагностика топливных систем дизелей при впрыске в среду с противодавлением. С.З.Инсафуддинов, Ф.Р.Сафин, Э.М.Гайсин, А.Ф.Давлетов.

Изобретение относится к диагностическим стендам для испытания и регулировки топливной аппаратуры дизельных двигателей внутреннего сгорания. Предложен способ испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры, позволяющий определить параметры работы форсунок, например давление начала впрыска топлива, с учетом противодавления впрыску топлива, равному давлению газов в цилиндре двигателя, что, в свою очередь, повышает точность измерения цикловой подачи топлива. Технический результат заключается в повышении качества регулировки дизельной топливной аппаратуры и повышении уровня автоматизации стенда. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры, включающий установку топливного насоса высокого давления с форсунками на стенд, нагнетания топлива по топливопроводам высокого давления к форсункам и впрыск его в полость камеры впрыска, отличающийся тем, что в процессе испытания и регулировки дизельной топливной аппаратуры осуществляют регистрацию и регулирование давления начала впрыска топлива форсункой с учетом противодавления впрыску топлива, равному давлению газов внутри цилиндра дизельного двигателя при реальных условиях ее эксплуатации, снижающего реальную величину цикловой подачи топлива.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе регулировки дизельной топливной аппаратуры контролируют динамику изменения максимальных и средних давлений, развиваемых плунжерными парами при изменении частоты вращения вала топливного насоса высокого давления.