Способ ускорения ресурсных испытаний плунжерных топливных насосов высокого давления Советский патент 1991 года по МПК F02M65/00 

Фие.1

J

Изобретение относится к двигате- лестроению, а именно к способам испытания топливных насосов высокого давления двигателей внутреннего сгорания, в частности к способам ускорния ресурсных испытаний плунжерных топливных насосов.

Цель изобретения - увеличение призводительности испытаний.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема испытательного стенда , на фиг 2 - левый и правый испытуемые насосы, установление на стенде, поперечный разрез; на фиг. 3 - графики изменения давления топлива в надшгунжерной полости и скорости плунжеров испытываемых насосов.

Испытательный стенд 1 для ускоренных испытаний плунжерных топливных насосов высокого давления содержит соединительные муфты 2, связыващие кулачковые валы 3 испытуемых левого и правого насосов 4 с редуктором 5, передаточный механизм которого приводится во вращение валом от привода 7. На валу 6 установлен инерционный маховик 8.

Испытуемые насосы 4 содержат, кроме кулачковых валов 3, плунжеры 9, размещенные во втулках 10, кажда из которых имеет наполнительное 11 и отсечное 12 отверстия и надплунжер- ную полость 13, образованную торцом плунжера 9 и втулкой 10.

Способ может быть реализован следующим образом.

На стенд 1 устанавливают два исптуемых топливных насоса 4, подключают Kt топливной системе низкого давления (не показана), с помощью муфт соединяют насосы 4 и редуктором 5 так, что начало подачи топлива секциями одного , .например левого, , насоса 4 смещается в сторону опережен или в сторону запаздывания начала пдачи одноименными секциями правого насоса 4 на величину угловой продолжительности активного хода их плунжров. Моментч начала подачи топлива фиксируют с помощью угловой шкалы, нанесенной на внешней поверхности мховика 8 и определяют известным способом - по движению мениска топлива в стеклянной трубке, присоединенной к штуцеру топливного насоса вместо топливопровода высокого давления. Псле этого снимают со штуцера испыту

мого насоса стеклянную трубку, под0

5

0

5

соединяют топливопроводы высокого давления с форсунками (не показаны) и приводят насосы 2 и 3 во вращение.

Поцачу топлива насосами устанавливают одинаковой и равной номинальной подаче при работе насосов на двигателе.

При вращении кулачкового вала 3 одного, например левого, из испытываемых насосов 4 после перекрытия верхним торцом плунжера 9 наполнительного отверстия 11 начинается активный ход плунжера 9, давление топлива в над- плунжерной полости 13 повышается и, соответственно, возрастает крутящий момент на валу 6 привода. Вал 6 подвергается крутильной деформации, в результате чего действительная мгновенная угловая скорость кулачкового вала 3 уменьшается и действительная скорость плунжера 9 (кривая I) становится меньше теоретической (кривая II), рассчитанной из условия равномерного вращения кулачкового вала 9.

Снижение действительной скорости плунжера 9 приводит к уменьшению объемной скорости подачи секциями левого -насоса 4 и , следовательно, к снижению давлений топлива (кривая III) в надплунжерной полости 13 по сравнению с давлением, развиваемым плунжером в надплунжерной полости 13 при условии равномерного вращения кулачкового вала 3. Поскольку закономерности изменения скорости плунжера и уровень максимального давления топлива в надплунжерной полости 13 определя - ют величину нагрузок,воспринимаемых основными элементами топливного насоса (кулачок, толкатель, плунжерная пара, нагнетательный клапан, штуцер), возможность их целенаправленного из- 5 менения путем изменения крутильной податливости вала 6 позволяет также повысить достоверность испытаний.

0

0

Так как крутильную податливость- вала 6 можно выполнить равной податливости привода топливного насоса на реальном двигателе внутреннего сгорания, а ее величина определяет величины действительных мгновенных скоростей плунжера и давлений топлива в надплунжерной полости 13 левого насоса 4, то значения послелних, а следовательно, и нагруженность основных элементов этого насоса, близки к реальным при работе насоса на двигателе,

В конце активного хода плунжера 9 (точка А на кривой I), т.е. в момент отсечки, когда его регулирующая кромка откроет отсечное отверстие 12, давление топлива в над- плунжерной полости 13 левого насоса 4 и деформация вала 6 максимальны. После отсечки давление топлива в надплунжерной полости 13 резко падает, что приводит к резкому уменьшению крутящего момента, передавае- - мого валом 6, и, как следствие, к снятию в нем деформации кручения. Благодаря этому кулачковые валы 3 насосов 4 получают значительное уг- лов ое ускорение. Этот момент совпадает с началом активного хода плунжера 9 правого насоса 4, вследствие чего процесс нагнетания этим насосом 4 происходит при повышенных (по сравнению с теоретическими) ускорении и скорости плунжера (кривая IV). Это приводит к более крутому нарастанию давления топлива (кривая V) в надплунжерной полости 13 правого насоса 4, достижению максимальной величины давления примерно на 30% большей, чем в другом насосе. Последнее обстоятельство позволяет обеспечить соответствующеее увеличение нагрузок, действующих в основных элементах правого топливного насоса 4 и за счет этого ускорить испытание его на безотказность.

Поскольку в предлагаемом способе испытания на безотказность топливных насосов высокого давления в одном насосе 4 действуют нагрузки, аналогичные нагрузкам при работе насоса на двигателе, а в другом насосе 4 действуют нагрузки, существенно превышающие их, то путем сравнения времени наработки насосов 4 до возникновения аналогичных отказов имеется возможность определения коэффициента ускорения испытаний на безотказность по каждому элементу топливного насоса, что повышает достоверность испытаний.

Для другого варианта, когда начало подачи топлива секциями правого насоса 4 опережает начало подачи топлива секциями левого насоса 4 на величину угловой продолжительности активного хода их плунжеров,перегрузкам и

ускоренным испытаниям подвергается

левый насос 4, а правый насос 4 работает в условиях, приближенных к условиям реальной эксплуатации на двигателе.

Изобретение позволяет также повысить достоверность таких испытаний по сравнению с известными способами

за счет исключения возникновения нагрузок, несвойственных реальной эксплуатации топливного насоса на дизеле, возможности целенаправленного увеличения значений нагрузок и воз5 можности определения коэффициента ускорения испытаний (в том числе и по каждому элементу) благодаря одновременной работе Двух насосов, один из которых подвергается реальным

величинам нагрузок, а другой - перегрузкам.

Формула изобретения

5 1. Способ ускорения ресурсных испытаний плунжерных топливных насосов высокого давления, заключающийся в том, что топливные магистрали по меньшей мере двух насосов одинаковой

0 размерности сообщают с источником топлива и форсунками, кинематически связывают кулачковые валы насосов между собой и с приводом, и одновременно сообщают кулачковым валам насосов вращательное движение с одинаковой заданной скоростью, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, до начала испытаний задают закон нагруQ жения кулачкового вала насоса, а начало подачи топлива секциями каждого из насосов последовательно смещают относительно начала подачи топлива одноименными секциями других на5

сосов на величину, определяемую активным ходом плунжера испытуемых насосов.

2.Способ по п. 1, отлича tout и и с я тем, что задание закона сопротивления на кулачковом валу на

coca осуществляют путем задания величины топливоподачи насоса.

3.Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что смещение начала подачи топлива осуществляют путем поворота кулачкового вала насоса на величину угловой продолжительностью активного хода плунжера.

11

Изобретение относится к двига- телестроению и позволяет повысить производительность испытаний путем увеличения действительных скорости и ускорения плунжера насоса на участке активного хода без увеличения частоты вращения кулачкового вала 3. На стенде 1 устанавливают два испытуемых насоса 4, подключают их к топливным системам низкого и высокого давления, приводят одновременно во вращение от одного привода 7 с помощью редуктора 5 и двух соединительных муфт 2. При этом начало подачи топлива секциями одного насоса 4 смещают относительно начала подачи одноименными секциями- другого насоса 4 на величину угловой продолжительности активного хода плунжеров. Крутильную податливость привода испытуемых насосов 4 выполняют равной податливости привода насоса на двигателе внутреннего сгорания, для которого предназначен данный испытуемый насос. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. §

Фиг. I

Фаг.З