Способ оценки технического состояния плунжерной пары насосной секции распределительного топливного насоса с дозатором Советский патент 1992 года по МПК F02M65/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к топливовпрыскивающей аппаратуре для двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для оценки технического состояния плунжерной пары насосной секции распределительного топливного насоса высокого давления.

Известен способ диагностики плунжерной пары топливного насоса, заключающийся з подаче топлива в надплунжерную полость под давлением при перекрытых плунжером окнах втулки. Подачу топлива осуществляют при одновременном перемещении плунжера до получения заданного расхода и фиксируют положение плунжера в качестве исходного, затем изменяют давление и возобновляют подачу топлива при одновременном перемещении плунжера до получения заданного расхода, фиксируют новое положение плунжера и по значениям нового и исходного положений судят о тех- ничееком состоянии плунжерной пары. Спо- соб имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что он позволяет оценить износ плунжерной пары только в одной зоне, которая находится выше наполнительных отверстий втулки. Способ также не позволяет оценить состояние геометрических параметров плунжера и втулки, таких как перпендикулярность торца плунжера к его оси, расположение наполнительных отверстий втулки относительно. друг друга, не позволяет оценить состояние сопряжения плунжера с дозатором в зоне отсечных отверстий плунжера, оценить активный ход плунжера. Известный способ позволяет определить только один оценочный показатель состояния плунжерной пары, т.е. нет возможности комплексной оценки состояния плунжерной пары. С точки зрения идентичности процесса подачи топлива по отдельным линиям нагнетания, необходимо оценить показатель состояния плунжерной пары по отдельным линиям нагнетания и, желательно, чтобы этот показатель имел одинаковые значения по всем линиям нагнетания данной плунжерной пары. Известный способ также позволяет проверить это условие.

Наиболее близким из известных способов по технической сущности к предлага- { емому изобретению является способ, заключающийся в том, что, наполнительные отверстия втулки изолируют друг от друга, определяют величину хода плунжера между моментами прекращения течи топлива из первого и последнего наполнительных отверстий при предварительном установлении дозатора в положение максимальной подачи топлива, повторяют процесс для

всех круговых положений плунжера, каждое из которых соответствует сообщению распределительного паза плунжера с одним из нагнетательных отверстий втулки, а техническое состояние плунжерной пары оценивают по разнице замеренных величин хода плунжера между собой по всем его круговым положениям.

Данный способ также имеет существен0 ный недостаток, заключающийся в том. что он позволяет оценить только состояние торца плунжера и наполнительных отверстий втулки, тогда как для правильной организации процесса подачи топлива плунжерной

5 парой очень важно знать состояние сопряжения дозатора и плунжера в зоне отсечного отверстия плунжера, а также состояния совместной работы распределительного отверстия втулки и распределительного паза

0 плунжера по веем линиям высокого давления. Причем, в идеальном случае, эти показатели должны быть одинаковыми по всем линиям высокого давления. Данный способ также обладает существенными недостат5 ками в том смысле, что его применение не дает возможность комплексно оценить состояние плунжерной пары распределительного топливного насоса по всем зонам, существенно влияющим на процесс подачи

0 топлива. Данный способ также не позволяет определить активный ход плунжера по всем линиям нагнетания.

Цель изобретения - повышение эффективности оценки технического состояния

5 плунжерной пары.

Поставленная цель достигается тем, что, кроме изоляции полостей наполнительных отверстий втулки, как это делается в известном способе, дополнительно изолируют по0 лость дозатора и снабжают ее независимым каналом связи в известном способе оценки технического состояния плунжерной пары насосной секции распределительного топливного насоса с дозатором, заключающим5 ся в том, что прокачивают под давлением технологическую жидкость через центральное отверстие втулки испытываемой плунжерной пары, устанавливают дозатор в положение максимальной подачи топлива.

0 изолируют каждое наполнительное отверстие втулки испытываемой плунжерной пары относительно других, последовательно сообщают распределительный паз с каждым нагнетательным отверстием, путем пе

5 ремещения плунжера между нижней и верхней мертвыми точками, фиксируют положение плунжера в момент взаимодействия его управляющих кромок с наполнительными отверстиями втулки и определяют величину хода плунжера между

моментами прекращения течи топлива из первого и последнего изолированных наполнительных отверстий втулки испытываемой плунжерной пары, дополнительно изолируют полость дозатора и каждое нагнетательное и наполнительное отверстие, фиксируют осевое положение плунжера в момент прекращения течи жидкости из. полости дозатора, в момент начала течи из нагнетательного отверстия, в момент возобновления течи из полости дозатора и момент прекращения течи из нагнетательного отверстия, определяют величину хода плунжера между моментами начала и прекращения течи топлива из нагнетательного канала и полости дозатора, а о техническом состоянии плунжерной пары судят по разности величин хода плунжера.

Такое осуществление способа позволяет оценить техническое состояния плунжерной пары во всех важных зонах втулки и плунжера, влияющих на рабочие параметры насосной секции.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - положение распределительного паза плунжера относительно нагнетательного, отверстия втулки в момент начала их перекрытия, т.е. в момент начала течи жидкости из соответствующей линии высокого давления; на фиг.З - положение отсечного отверстия плунжера относительно кромки отверстия нижней поверхности дозатора в момент прекращения течи жидкости из изолированной полости дозатора; на фиг.4 - положение верхнего плоского торца плунжера относительного первого наполнитель- но отверстия втулки в момент прекращения течи жидкости из изолированной полости отверстия; на фиг.5 - положение верхнего плоского торца плунжера относительно второго (последнего) наполнительного отверстия втулки в момент прекращения течи жидкости из изолированной полости отверстия; на фиг.б - положение отсечного отверстия плунжера относительно кромки отверстия верхней поверхности дозатора в момент возобновления течи жидкости из изолированной полости дозатора; на фиг.7 - положение распределительного паза плунжера относительно нагнетательного, отверстия втулки в момент прекращения течи жидкости из соответствующей линии высокого давления; на фиг.8 - положение верхнего плоского торца плунжера относительно наполнительных отверстий втулки и его отсечного отверстия относительно дозатора в момент начала активного хода; на фиг.9 - положение верхнего торца плунжера относительно наполнительных отверстий втулки и его отсечного отверстия относительно дозатора в момент завершения активного хода; на фиг.10 и 11 - соотвественно изменение осевого положе- 5 ния плунжера в моменты прекращения и возобновления течи жидкости из полости дозатора из-за наличия износа у нижней и верхней кромок отверстия дозатора.

Насосная секция распределительного 10 топливного насоса высокого давления, тех-, ническое состояние которой необходимо оценить, состоит из втулки 1. закрепляемой на кронштейне 2. плунжера 3 и дозатора 4, а также снабжена устройством поворота. 15 установки и контроля кругового положения плунжера, которое включает шестерню 5 с винтом 6, зубчатую втулку 7 и стрелку 8.

Механизм возвратно-поступательного перемещения плунжера включает винт 9 и 0 шток 10, установленные соответственно в направляющих 11 и 12.

Пружина 13 через тарелку 14 перемещает плунжер 3 в сторону нижней мертвой точки (НМТ), а пружина 15. через штифт 16 5 осуществляет постоянное силовое замыкание между винтом 9 и штоком 10, не позволяя выпадать шарику 17 из гнезда при отсутствии плунжерной пары на устройстве. Для фиксирования осевого положения плун- 0 жера служит индикаторная головка 18, установленная на кронштейне 19. Осевое перемещение плунжера 3 передается к индикаторной головке 18 через траверсу 20, закрепленную неподвижно на штоке 10. 5 Кольцевой штуцер 21 изолирует полость 22 дозатора 4, а через трубку 23 жидкость отводится из полости 22 дозатора 4.

Отводные патрубки 24 и 25 изолируют соответственно наполнительные отверстия 0 26 и-27 втулки 1, а насаженные на них трубки 28 и 29 отводят жидкость соответственно из полостей наполнительных отверстий 26 и 27. Переходник 30 с насаженной на него трубкой 31 изолирует нагнетатель- 5 ное отверстие втулки от полости дозатора и позволяет отводить жидкость из нагнетательного канала. Под цифрами 32 и 33 показаны трубки переходников; установленных на остальные линии нагнетания втулки, а 0 сами переходники, с целью упрощения, не показаны. Прокладки 34 служат для герметизации соответствующих полостей.

Способ осуществляется следующим образом.

5 Вращая винт б устанавливают плунжер

3 в угловом положении так, чтобы ось его

распределительного паза и вертикальная

ось одного из нагнетательных отверстий

втулки оказались на одной вертикальной

: плоскости. Устанавливают дозатор 4 в положение максимальной подачи топлива, а плунжер 3 в положение НМТ. Прокачивают технологическую жидкость или топливо через центральное отверстие втулки 1, которая свободно вытекает через трубки 23,28 и 29, а через трубку 31 течь жидкости отсутствует. То есть, в исходном положении наполнительные отверстия 26 и 27 втулки 1 и отсечное отверстие плунжера 3 открыты, распределительный паз плунжера и соответствующее нагнетательное отверстие втулки не перекрываются (не сообщаются) друг с другом.

Вращая плавно винт 9 перемещают плунжер 3 в сторону верхней мертвой точки (ВМТ) и фиксируют характерные осевые положения плунжера в моменты начала и прекращения течи жидкости из свободных концов соответствующих трубок 31 (32,33). 23,28,29. В момент начала течи жидкости из свободного конца трубки 31 (32,33) по индикаторной головке 18 фиксируют осевое положение плунжера 3, что означает момент начала перекрытия распределительным пазом плунжера нагнетательного отверстия втулки. Это положение показано на фиг.2 и обозначено буквой А. Символом Ln обозначена длина распределительного паза, буквой сГ диаметр нагнетательного отверстия втулки. Перемещают плунжер дальше в сторону ВМТ до момента прекращения течи жидкости из трубки 23, т.е. из полости доза-, тора 4, что значает момента начала перекрытия дозатором 4 отсечного отверстия 3. Это положение показано на фиг.З и обозначено буквой Б. Буквами М и d обозначены соответственно высота дозатора и диаметр отсечного отверстия плунжера. Перемещают плунжер дальше в сторону ВМТ до момента прекращения течи жидкости из первого наполнительного отверстия втулки 1. За первое наполнительное отверстие принимается то отверстие, из которого раньше прекращается течь жидкости. Это положение показано на фиг.4 и обозначено буквой В. На фиг.4 и 5 цифрой 1 обозначено первое наполнительное отверстие, цифрой 2 обозначено второе (последнее) наполнительное отверстие, так как оно закрывается последним. Перемещают плунжер дальше в сторону ВМТ до момента прекращения течи жидкости из последнего наполнительного отверстия втулки. Это положение показано на фиг. 5 и обозначено буквой Г. Перемещают плунжер -дальше в сторону ВМТ до момента возобновления течи жидкости из трубки 23, что означает момент начала открытия отсечного отверстия плунжера. Это положение показано на фиг.б и обозначено буквой Д. Продолжают перемещать плунжер в сторону ВМТ до момента прекращения течи жидкости из трубки 31, что означа- ет момент завершения перекрытия нагнетательного отверстия втулки распределигельным пазом плунжера. Это положение показано на фиг. 7 и обозначено буквой Е.

Таким образом завершилась фиксация всех характерных осевых положений плунжера на всем пути его перемещения от НМТ

до ВМТ. Все характерные точки (осевые положения) плунжера фиксируются с помощью индикаторной головки 18, Путем выполнения элементарных математических операций определяют следующие параметры. позволяющие оценить техническое состояние плунжерной пары, прогнозировать ресурс и качество работы после установки ее на топливный насос.

Активный ход плунжера На (поясняющие схемы на фиг.8 и 9): . мм.

Продолжительность перекрытия нагнетательного отверстия втулки распределительным пазом плунжера Нпер (поясняющие

схемы на фиг.2 и 7):

, ММ.

Одновременность перекрытия плоским торцом плунжера наполнительных отверстий втулки Н0дн (поясняющие схемы на

фиг.4 и 5):

Н0дн.В-Г, мм.

Продолжительность перекрытия дозатором отсечного отверстия плунжера НДОэ , (поясняющие схемы на фиг.З и 6):

НДоз.Б-Д, мм.

Необходимо отметить, что в процессе эксплуатации из-за износа кромок отверстия верхнего и нижнего поверхностей дозатора происходит уменьшение НДОз.. что

видно на фиг.10 и 11, где Аги Дг - значения износа кромок отверстий соответственно верхнего и нижнего поверхностей дозатора;

Мизн. и Миом. - соответственно высота отверстия дозатора с учетом изноеов At и Да и высота отверстия неизношенного дозатора;

Мном.-М, Е и Ж - характерные осевые положения плунжера, соответствующие моментам прекращения и возобновления течи

жидкости из изолированной полости 22 дозатора 4 при наличии изноеов AI и Да Так как номинальные значения определенных параметров можно рассчитать, то сравнивая фактические значения с номинальными

можно оценить техническое состояние конкретной плунжерной пары по всем линиям нагнетания топлива. В идеальном случае номинальные и фактические значения соответствующих параметров по всем линиям

нагнетания должны быть равными. Различие показывает на некачественное изготовление или наличие износа у элементов плунжерной пары.

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность оценки технического состояния плунжерной пары насосной секции распределительного топливного насоса путем контроля совместной работы плунжера, втулки и дозатора по всем линиям нагнетания, приближения условий испытания к условиям реальной работы плунжерной пары на насосе, появления возможности прогнозирования ресурса плунжерной пары и комплектования плунжерной пары не только по радиальному зазору и по величине разности положений плунжера в моменты прекращения течи жидкости из наполнительных отверстий втулки по всем его круговым положениям, но и по активному ходу, продолжительности перекрытия нагнетательного отверстия втулки распределитель4 ным пазом плунжера и продолжительности перекрытия дозатором отсечного отверстия плунжера по всем круговым положениям.

Формула изобретения Способ оценки технического состояния плунжерной пары насосной секции распределительного топливного насоса с дозатором, заключающийся в том, что прокачивают под давлением технологическую жидкость через центральное отвернагнетатедь-ное отверстие втулки

распределительный пез плунжера

Фиг. 2

5

0

5

0

стие втулки испытываемой плунжерной пары, устанавливают дозатор в положение максимальной подачи топлива, изолируют каждое наполнительное отверстие втулки испытываемой плунжерной пары относительно других, последовательно сообщают распределительный паз с каждым нагнетательным отверстием путем перемещения плунжера между нижней и верхней мертеыт ми точками, фиксируют положение плунже-- ра в момент взаимодействия его управляющих кромок с наполнительными отверстиями втулки и определяют величину хода плунжера между моментами прекращения течи топлива из первого и последнего изолированных наполнительных отверстий втулки испытываемой плунжерной пары, о т л и ч а ю щ и и с я тем; что, с целью повышения эффективности, дополнительно изолируют полость дозатора и каждое нагнетательное отверстие, фиксируют осевое положение плунжера в момент прекращения течи из полости дозатора, в момент начала течи из нагнетательного отверстия, в момент возобновления течи из полости дозатора и момент прекращения течи из нагнетательного отверстия, определяют величину хода плунжера между моментами начала и прекращения течи топлива из нагнетательного канала и полости дозатора, а о техническом состоянии плунжерной пары судят по разности величин хода.плунжера.

3

отсечное отверстие .плунжера

Изобретение относится к топливовпры- скивающей аппаратуре высокого давления для двигателей внутреннего сгорания и позволяет повысить эффективность оценки технического состояния. Дозатор устанав ливают в положение максимальной подачи, .а плунжер в осевом направлении - в полоэ жение нижней мертвой точки, прокачивают технологическую жидкость или топливо через центральное отверстие путем подачи в надплунжерную полость. Далее плунжер перемещают плавно к верхней мертвой точке, отмечая осевые положения плунжера в моменты начала течи жидкости изданной линии высокого давления, прекращения течи жидкости из полости дозатора, прекращения течи жидкости из первого 26 и последнего наполнительных отверстий (При их числе, равном двум), возобновления течи жидкости из полости дозатора, прекращения течи жидкости из данной линии высокого давления. Эти операции повторяют для каждого кругового положения плунжера/соответствующего сообщению распределительного паза плунжера с нагнетательным отверстием втулки. Для каждого кругового положения плунжера вычисляют разности между его осевыми положениями в различные моменты. 11 ил. VJ 00 ел 00 (Dua

Фир. 3

Фиг. 4

Фиг. 8

k

I

иы

Фиг. б

$

аспредели- ельный паз плунжера

.нагнет ательнор

отверстие

втулки

Фиг. 7

х отсечное. отверстие плунжера