Способ определения характеристики насосного элемента топливного насоса дизеля устройства для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК F02M65/00 

2. Устройство для опрсдс, .e:;;iKТерИСГИКИ насосного ТОП,1П5110 0

насоса днзе;1я. содержанке двухсс1 ;1:-1о:;ный расходомер, стробоскоп с прерьпзатслем н импульсной ламной, командшяй аппарат, диск со i; ст)е;1кой и TOi;,;i ioную систему с нсточником ностоянно. д,аиления, тонличопроводамн, форсу К()й и насосом, включающим нс 1Ыгуем1)1Й насосный элемент, приводимый кхлачкозым иа.ом err Ba,:ia рнвода, пагпетател1,ный кла; ы н фиксатор дозирующего органа, OT.iu-iH) u.ieca-i том, что, с целью п() npoi3воднте;1ьности, хстройство снабжено ;i cным механизмом с качающейся кулисой, vcтановлечным между валом при;«)Дг; v xvлачк;5зь ; надохг, по; ынч ;;П-;:: HvoMavui ;-{редачей, подвнжной в: лкой, ;азмен1еп :ой недомой |нестеонсй зхбча-ой меи;д;ч ку.1ачкоз гу; валом, на ннулренпем н на |ужиой новерхнос 1я котопой isbnio,:nieiib; пазЬ| с осями, )а,т,1(Л)Н;лми оси ВТУЛКИ, зза1 модейству10 гие с соотзе-:с-ву1()11имн HIMчамн на ведомой нз/стегле li к м;;чков(м заду, н механ )M :poд(дыoй нодачн, iiiap,чн;):о соедн пеши.П с подзижчой 5т ;:кой.

1. Способ определения характеристики насосного элемента топливного насоса дизеля, заключающийся в том, что снимают зависимость цикловой подачи топлива От nodftaw§aH} щего насоса в топливной системе с насосом, содержащим испытуемый насосный элемент и нагнетательный клапан, топливопроводами и форсункой, от средней на участке впрыска угловой скорости кулачкового вала насоса, вращаемого от вала привода, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности, один раз за каждый .оборот вала привода изменяют направление вращения кулачкового вала насоса на противоположное с одновременным изменением величины средней угловой скорости на участке впрыска одного направления относительно противоположного, изменяют угловую скорость кулачкового вала путем изменения фазового положения насосного элемента и кулачкового вала относительно вала привода и снимают зависимость цикловой подачи топлива от угловой скорости кулачкового вала.

;-1зх)бретсчне отное ггся к 1 сп: гга-1ч о -j/ieментов и уз,1ов дв;1гате,:1сй внутренчего ;чч1рания, в частнос ч тон, n icocoB д,зе,.

1 звестен сносс б он1)еделе1Ч и характсрне1ИК11 liacocHoio элемента 1ог;1изп)го i:acoса днзеля, зак,1Оча ОП1нйея в том, что cHiiмают зависимость цикловой нодачи топлива в топливной системе с насосом, содержаHiiiAi 1-;с11ьггуем1)1Й наеоеиый элемент н нагнетате.тв;ноП1 клапан, тон.мивоироводамн и (|зо)сунчой от средней на участке впрыска условой скорости кулачково1о ва.1а liacoca, BpaHiacMOio от ва,-а привода.

Изве(,:|д;о также устройство д,:|я oiipcде,1ения ха1)актернс1икн iiacocHoio элемента TOHuTHBiioro насоса дизе.тя, содер ; а1цее дв xceKuvioHHbiii раехо/1,омер, стробоскоч с трерывателем н имнугьеной ,тамч()й, ксмаи;ь К1,1Й a:nia U:T, диск со Н1ка,;ой и стрелкой и ТОПЛИВНУЮ сисгему с истясчпсол ностоянтого давлени/;, тон;п;вонроводами, фор1;:уг: С)й н насССС.М, вк;пс)чаюн1,Г:М исчьп-уемый на.соснвн- э,1смечт, 1р1 воднмый кулачкг)В1з1М валом от вала гпливода, нагнетательн1)1Й K,iaпан и (piiKcaTop доз1 рую1лего органа 1|,

Извее ные способы н уе1оойсгБо характеризуются не;1,остаточнс) высокой нрсмзводительноствю исивланий вс,1едетвме повторных затрат рабочего вреьенн нр)И переходе на каждый 1ое,ледую нт- Й екоростгнэй оежим снимае,ой завнсимек:ти.

воднте;1вноетп оиреде,;1ения ха1)актеристики н а со с 1 о го э,1 е м е т а.

Указанная цель достиг;1ется тс,1, что согласно снособу определении характеристики часоспо10 э.лемента тондизного наеоеа д.нзеля, зак,Ч1Оча|ОН1емуея в том, ч-о сннмаюч ависнм()С1ч. никловс - аодал- усягил а в тонлинной cucTCVie е ;iaeoco,;, соде :жагим Чч;ытуе п 1Й liacociH, элемент ч нагпетнтс, кданаг, т(.)Ч,Дп;пчровс1Дамч и фиреункой, а г средней на -iaciKe нрыска уг ловой cKopociH ку,1ач(3;юго iia,ia ;;jcoca, врачдаслкмч) от Ba,ia прп)ОД,:, один раз за калчдвй оборот ва,1а ппнвода нзмсч;як)Т нанрав.неиие рач1.ения ку,1ач1 ового ва,1а насоса ча ротивоиоложное с ,1;еменч|)1м

0 чзме)чд1ием зе;1ичины средтей угл(.)вой скорости на участке вп|)ь;ска одпого nann;iii,ie1Ч Я относительно протнзо К),;к;жног :, ;зл сняют уг,ловую ско)оетв кх лач1 ов;чо вал;.1 И:лем 1зменеиня iJDaBOB-)Ч) масосного элеме Г1а v. КУ,1ачк:н«)Г(; за,,а o;iiO5 с:гге,) гзала ()да г зазисиMOCTJ) НТН.Т1Я-1ОЙ подан iOH.nB;; ;;; 1МОЗОЙ

скоростг ку,)1МЧо ала,

Hac;;c ioro э,темента Ton;in3ioi() liacoca

л.изе,:1Я, содсг1жанич двух с/пциппигИ раслод.омеп, стр()босхол с нреэ1 1вателем н имихмзсной ,;1ампой, команлпый ачиара, дпск

со ,;ОЙ м СТОелКОЙ и ТОКДДЛДЮ СГС-:;;л:

с ;:сточником иостояпиоп) дав ;счия, топлнвонр;;водамм, форсу -1кой н liacocoM, BI ночаюД1н:и испытуемый насос-П)П; j, eMCi:i, призодимый куланковым залом (гг 3a:ia лризода. па1четатсльный клапа ii (pniscaTop a.o3Tii)yK)Hiero о)гапа. ку/пкчым механизмом с кача1;чч,ейс5: ил .писог, устапо;,лсчн1 1м междх ва,1{;м привода и к мачKoiii iM ва,1ом, iioBii;niaiOiH,en з бчатой ВЛ)едачей, подвижной ВТУЛКОЙ, размечтсшюй между ведомой нестер :е|1 з -бча:ой ;:ередачн и кулачковв1м ва,лом, па 1Я1 тре1Ч ей п чаруяаюй псязерхпос ях которой выпо,и;ень пазы с осями, непараллельными оси зтулки, взаимодействующие с соотпгтстзуюшими шипами па ведомой шестерне и кулаикоаом валу, и механизмом продольной подачи, aiapнирно соединепным с подвижной втулкой. В устройстве для определепия характеристики насосного элемента пазы на внутренней и наружной поверхностях выполнены по винтовым спиралям с противоположным направлением заходов. На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - схема установки шестерни; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фнг. 2; па фиг. 4 - диаграмма аналога угловой скорости качающейся кулисы в зависимости от ее поворота; на фиг. 5 - схема профиля кулачка топливного насоса с указанием участков, - обеспечивающих 1юлучение фаз рабочего процесса насосного элемента при прямом вращении: ha - высота плунжера в нижнем положении; ас - закрытие наполнительных окоп втулки; се - подача топлива; ed - холостой gfdb - всасывание; при обратном вращении; ahb - высота плунжера; bd - закрытие окон втулки;С/Г - подача топлива,frt - холостой ход,§еса - всасывание; § - ВМТ; h - НМТ; на фиг. 6 - схема исходною положения звеньев кулисно-кулачкового механизма при прямом ходе кулисы (обозначения взяты с фиг. 1); на фиг. 7 - то же, что на фиг. 4, но при обратном ходе кулисы; на фиг. 8 - диаграмма аналога у|ловой скорости с обозначение.м фаз рабочего процесса насосного элемента (обозначения взяты с фиг. 3); на фиг. 9 - схема исходных положений звеньев ме: анизма при ходе кулисы при повороте корпуса с насосным элементом на 30° против часовой стрелки; на фиг. 10 - то же, при обратном ходе кулисы; на фиг. 11 - диаграмма аналога угловой скорости, соответствующая положениям, показанным на фиг. 9 и 10; на фиг. 12 - то же, что на фиг. 9, при повороте корпуса на 30° по часовой стрелке; на фиг. 13 - то же, при обратном ходе кулисы; на фиг. 14 - диаграмма аналога угловой скорости, соответствующая положениям, показанным на фиг. 12 и 13; на фиг. 15 - исходное положение звеньев механизма соответственно при прямом ходе кулисы при повороте кулачкового вала против часовой стрелки на 90° относительно его первоначального исходного положения; на фиг. 16 - то же, при обратном ходе кулисы; на фиг. 17 - диаграмма аналога угловой скорости, соответствующая положениям, показанным на фиг. 15 и 16; на фиг. 18 - схемы исходных положений звеньев механизма при прямом ходе кулисы при повороте кулачкового вала по часовой стрелке на 90° относительно его первоначального исходного положения; на фиг. 19 - то же, при обратном ходе кулисы; на фиг. 20 - диаграмма аналога угловой cKOpocfH, соответствующая положениям, показанным на фиг. 18 и 19; на фиг. 21 - схемы исходных положений звеньев механизма при прямом ходе кулисы при одновременном повороте корпуса с насосным элементом на 30° против часовой стрелки и повороте кулачкового вала против часовой стрелки на 90°; на фиг. 22 - то же, при обратном ходе кулисы; на фиг. 23диаграмма аналога угловой скорости, соответствующая положениям, показанным на фиг. 19 и 20; на фиг. 24 - схемы исходных положений звеньев механизма при прямом ходе кулисы при одновременном повороте корпуса с насосным элементом на 30° ripoТИБ часовой стрелки и повороте кулачкового вала по часовой стрелке на 90°; на фиг. 25- то же, при обратном ходе кулисы; на фиг. 26диаграмма аналога угловой скорости, соответствующая положениям, показанным на фиг. 24 и 25; на фиг.- 27 - схемы исходных положений звеньев механизма при прямом ходе кулисы при одновременном повороте корпуса с насосным элементом на 30° по часовой стрелке и повороте кулачкового вала против часовой стрелки на 90°; на фиг. 28 - то же, при обратном ходе кулисы; н.а фиг. 29 - диаграмма аналога угловой скорости, соответствующая положениям, показанным на фиг. 27 и 28; на фиг. 30 - схемы исходных положений звеньев механизма соответственно при прямом ходе кулисы при одновременном повороте корпуса на 30° по часовой стрелке и повороте кулачкового вала по часовой стрелке на 90°; на фиг. 31 - то же, при обратном ходе кулисы; на фиг. 32 - диаграмма аналога угловой скорости, соответствующая положениям на фиг. 30 и 31; на фиг. 33 - график зависимости цикловой подачи топлива от угловой скорости кулачковгого вала (либо аналога угловой скорости кулисы). Устройство для определения характеристики насосного элемента (фиг. 1) состоит из корпуса 1, в котором установлен испытуемый насосный элемент 2, плунжер которого приводится в движение от кулачкового вала 3. В корпусе 1 установлен также фиксатор 4 дозирующего органа насосного элемента 2 и узел нагнетательного клапана 5, к которому с помощью топливопровода 6 подключена форсунка 7 и распределитель 8, золотник которого связан с кулачковым валом 3 и позволяет сначала подключить форсунку 7 к сосудам двухсекционного расходомера 9, а затем перед каждым впрыском надклапанную полость клапана 5 с источником 10 постоянного давления топлива, величина которого может регулироваться. Корпус 1 имеет направляющие 11 и диск 12 со шкалой, а кулачковый вал 3 - стрелку 13 и прерыватель 14, к которому через командный аппарат 5 пСЛ. лючена импульсная лампа 16 стробоскопа. Между валом 17 привода стенда и кулачковым валом 3 установ;1ен кулисный мс ханизм, включающий кривошип 18, взаимодействуюи1ий с качаюидейся кулиской 19. Кулиса 19 имеет зубчатый сектор 20, находящийся в зацеплении с ведомой шестерней 21 на кулачковом валу 3. Шестерня 21 (фиг. 2) установлена в корпусе 1 устройства и с кулачковы.м валом 3 связана через подвижную втулку 22, имеюН1ую на своих рабочих наружной н внутренней поверхностях винтовые пазы 23 (фиг. 3) с противоположным направлением заходов, взаимодействуюни-ie с соответствуюНАЙМИ гнина.ми 24 па ведомой пгестерне 21 и кулачковом валу 3. Подвижная втулка 22 снабжена .мехапизмо.ч 25 продольной подачн н связана с его Be;iynuiM SBCIIOM inapннрогн 26. Рчоннческпе нодпи-пнилкн 27 воснрннимают iiarpy3Ky от .механизма 25 и .дотврашают осевой лю(|гг кулачкового вала 3. Способ опреде.1емпя характерпсгики насосного элемента тонливного насоса осуществляют следу1ОН1нм образом. В корнусе 1 устанавливают пспытуем1)1Й насосный э.демепт 2, закре1Г:яют на нем узе.1 нагнетательного кланана 5 н соединяют его тонлнвонроводом 6 с форсункой 7. С но.и)П1ью ()иксатора 4 устанавлнвают необходп.мый актив11ый ход нлупжсра пасосного э.чемента 2. Вк.почают электродвн1 атель привода, приводя в двнженш- ва;: 17 с кривошипом 18. .тнсный механизм нрсврапдаст равномерное враш.,е1п;е вала 17 с кр иингпиюм 18 в качательное движение кулис :.1 19, которое через повы1наюнг/ю забчатую передачу 20--21 иреоб})азуется в возвратиовранипе;1ьное двнженпе кудачковсло вала 3. При этом од-чн раз за каждый оборот вала привода 17 измениюг напранл пе вг/а1Г1ения ку,ч;-Ч1 ового ва.и-. 3 кз противоположное с од1 овреме Н1Ь м изменением велглпшы сре.лией угловой скорости на участке впрыска одного направле;н-1я относительно противоположного. .Далее юменяют угловую скорость кулачкового вала нутем нзмененпя фазового но.тожепня i-iacociioio элемента 2 н кулан ового вала 3 относите;1ьио вала нриво.та 17 и снимают зависимость цикловой нодачи от угловой скорости кулачкового вала, что является характеристикой испытуемо1о насосного элемента. гол качания кулисы 19 зависит от соотно1пеняя д,тины кривоп иг.а 18 и расстояния центра врапдения кривон1нпа от точки качения кулисы 19, по во всех случаях нередаточпое отношение в паре 20--21 выбнрают так, чтобы :;а один ход ку.шсы 19 из одного крайнего n(i.:io) в .u; i4je кулачковый вал 3 новооачива.ц-я на 36(1 что необходимо для улучн е:1ия словий наполнения ноднлупжерной ио/юстн испьплемого пасосного элемента 2. Особенность механизма с качакяп.сйся ку.чисой состоит в том, что прямой 1-; обратный ходы кулисы с(верп1аются с различной угловой скоростью, ПОЭТОМ . пение величины средней vi%;KJntni ско на участке впрыска о;:.ног() )авлспл Н1енпя относите.льно нротпвоп())го обеспечивается автоматическ)-;. Панрпмер, при угле качания 60 максимальпые угло;5ые скорости кулисы в одном и г)братном iiar.uaBJieниях разлнчаются в .i раза (;j)Hi. -}. Следовательно, за один полный оборот вала привода 17 кулачковый ва.:1 3 cosu-riшит один по,лный оборот в я одш; полпый оборот в обратном 1анранлспиях м пасосный элемент 2 дваж.1,и1 :1одае; оплкн(.1 в форсунку 7 при ДВУХ paзли п;i :x 1мовь; )стях кулачкового вала 3. Г|)п.. впрыскиваемое форсункой 7 через распределитель 8, пооче; едно поступает в cno-i-ветствук)пи1е сосудь дв хсскп;:о1;;к;г 1 ()мера 9, чем обеспечиг:.ается rit;:.vo/Ki ocT-.. снятия сразу двух точек хапа : р т:ти1 и ii;-соспого элеме1гга. С це.1ыо стабилизации О1.гат( .la.:ления в липпи нагпетания па.тк,1а 1;;п: ая гслости iiaiiiCTaiT.HjiiOio к.чанапа о через naiпределитель 8 нрисогдпнясгся ме;-кду щ:-:лами впрыска к ИСТОЧНИКУ 10 п((.1: и дав,. Фазовое ноложенне пасоспого /iei ii-nia 2относп1-е;1ьно ку.писы 19 ;:утсм поворота корпуса I вместе с пасоспь:л1 эл;/ментом 2, втулкой расн1)едсли;еля 8 :, фо;сункой 7 вокруг oc:i Ky.:ia4Koi ;i;; Ba.ia 3 с помопи :о на1:рав;1Я1О1:и1Х 11} м;; ч/;;Л:1р} я при этом 1)елнчипу riOBiijioTa по :нкул. лиска 12. Фазо15(;е положение ;;. la-iKonu :) на.и; 3 от 1оснте;и.по кулцсь ii ,т irTc:. :к рсмепкчшп 1;одвиж1;ей :ту.:хм .--: . о:;:кулачкового iia;ia 3 t: ;i ;Moin -.м 25 нродольпой иодачн бс- ;:.; вода стенда. Протгл«)но,1ожнос i заходов Л1утрен1П1х ;i napv/KHij: пазов 23 обеспечивает .:uiVN::pii чение угла поворота ва.да ..; ремещени 1 22. Сл)вмест1п |й новоро Kopi vc-шью нанравляюп1 Х 1 I :i .4 ки 2 нозво.:1яет о.:и1оврелеп:о зз зовое положение .oro -, д viciiTa 2 л кулачкового за;1а 3 относите..j к;.. 19, что су ПиЧПТКМПЮ etij П:.РЯ( , . viO/KjOC : регулировки. Ко1ггр(1ль измепення фазовых го.южений пасосного элемента 2 ч ку.танкового ва.. 3осупхес|-Б,ляют с noMOHibio CTtioooi 16, стрелки )3 п диска .ч; : ,;i. В качестве исходного положенмя звеш,ев кулисно-к лачкового механизма устройства принято положение, прелставлонное на фиг. 4 и 5. При вращении кривошипа 18 против часовой стрелки нрямой ход кулисы 19 совершается также против часовой стрелки, а ку тачковый вал совершает вращение в обратном направлении вследствие наличия передачи 20-21. В исходном ноложенш, как следует из фиг., б, начало иодачп насосным элементом (т.с и m.d} осуществляется при повороте кулисы на 20° i; при прямом ходе значения аналога составит 0,32. а при обратном (0,88 (различие в 2,75 раза). После поворота корпуса 1 вместе с насосны.м элементом 2 па 30° против часовой стрелки (фиг. 9 и 10) начало нодачп прямого хода соверп1ается при повороте кулисы на 15° и аналоге ее скорости 0,30. а начало подачи обратного .хода запаздывает на 5° относительно исходного положения и совершается при 25° н аналоге скорости 0,96. т. е. различие состав.ляет 3,2 раза (фиг. 11). Поворот корпуса 1 на 30° по часовой стрелке (фиг. 12 и 13) приводит к тому, что начало подачи прямого хода запаздывает относительно исходного поло.жеки па 5° и происходит при 25° поворота кулисы и аналоге скорости 0,33, тогда как при обj)aTHOM ходе начало подачи имеет iecTO при 15° и аналоге скорости 0,78, т. е. различие составляет 2,36 раза (фиг. 14). Таким o6pa3o.vi, при повороте корпуса I вместе с насоспы.м элементом 2 вокруг оси кулачкового вала 3 от исходного по,тожения на 30° аналог угловой скорости нрямого хода кулисы изменяется в пределах 0,30-0,33 (410%), обратного хода в пределах 0,78--0,96 (128%). 1э слел.ует, что при повороте Ba.ia на 90° против часовой стре.-ки фпг. 15 и ;G) начало подачи пря,01Ч) хода совергнается при 35° поворота кулисы п анало1-е скорости 0,33, начало подачи обратного хода прп 5° п 0,48 (разлиЧ1 е в 1,29 раза). Поворот кулачкового вала на 90° по часовой стрелке (()И1 17 п 18) вызывает следующие положенпя начало подачи (фиг. 18) при пря.мом ходе 5° и 0,23, при обратном ходе 35° и 0,96 (соотношение скоростей 4,17). Таки.м o6pti30M, изменение фазового положенпя кулачкового вала также вызывает изменение угловой скорости в момент подачи п в naccMOTOcinibix случаях составляет ипямом ходе 0;28-0 33 (143%) при обратном ходе - 0,43-0,96 (223%). КомГ)1 Нированпая регулировка скорости кулачкового вала совместным поворотом коппхса п к лачкового вала позволяет значительно расп1Ир ть границы диапазона регулировки (фиг 19, 20, 22, 23, 25, 26, 28 и 29), схемы комбинации звеньев устройства (фиг. 21, 24, 27, 30 соответствующие циклограммы рабочего нронесса впрыска с испытуемым элементом). В рсз 1ьтато испытания строят графики зависимости цикловой подачи топлива от уг.ювой скорости ку,1ачкового вала (либо аналога тловой скорости кулисы), который является характер11стикой насосного элемента. I Ктюльзовапис предлагаемого способа определения характеристики насосного элемента топливного насоса дизеля и устройства Д.1Я eio ос 1пествлен11Я позволяет вдвое к более сократгггь продолжительность опреде.1ения характеристики насосного эле ;е1-;та. 0,77 приёода с.

J mfic jjj 2iлpм.) Угол поворота нулисы l -//7/7/7 чг{о5р}

ВиЭД

J Фиг. Прямой нулисы град (5ро.тныи wd кулисы

до

t)Q Подачо.

18

О5р. wd

Фиг.9 Фиг.Ю ° oSpamHb/u од Фиг. 6 5Q a - ......W, Пода ч а mon/iuSo. ffoduf/a топлида Фиг. 12 Фи. /3 f 8 e е 8 Jd8 h -tool Л /d

A P

Q с в

J/X2/ atf и