RU161694U1

RU161694U1 - DEVICE FOR TESTING HIGH PRESSURE FUEL PUMPS AND DIESEL INJECTORS

Info

Publication number: RU161694U1
Application number: RU2015109234/06U
Authority: RU
Inventors: Рудольф Юрьевич Соловьев; Алексей Алексеевич Кочуров; Дмитрий Владимирович Зуб
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2016-04-27

Abstract

Устройство для испытания топливных насосов высокого давления и форсунок дизелей, содержащее раму со смонтированной на ней плитой для установки топливного насоса высокого давления, привод, форсунку, систему топливоподачи и средства измерения производительности, неравномерности подачи топлива и фазовых параметров секций насоса, связанные с системой управления и обработки информации, средства измерения производительности и неравномерности подачи топлива выполнены в виде расходомера, расположенного после форсунки по ходу потока топлива, а средства измерения фазовых параметров выполнены в виде датчика давления, установленного между измеряемой секцией насоса и форсункой, и датчика угловых перемещений, связанного с валом привода, при этом датчик давления, форсунка и расходомер объединены в один измерительный канал, выполненный с возможностью поочередного подсоединения к каждой секции насоса, отличающееся тем, что дополнительно на плите для установки топливного насоса высокого давления смонтирован кронштейн для крепления испытываемой форсунки, камера впрыскивания, изготовленная из прозрачного полимерного материала и соединенная сливным трубопроводом с системой топливоподачи, муфта привода насоса снабжена рычагом для механического проворачивания вала насоса, а в магистрали высокого давления испытываемой форсунки, соединяющей одну из секций насоса с форсункой, последовательно установлены датчик давления, сливной и обратный клапаны, объединенные в единый измерительный канал.A device for testing high pressure fuel pumps and diesel nozzles, comprising a frame with a plate mounted on it for installing a high pressure fuel pump, a drive, a nozzle, a fuel supply system and means for measuring the productivity, unevenness of the fuel supply and phase parameters of the pump sections associated with the control system and information processing, means for measuring the performance and unevenness of fuel supply are made in the form of a flow meter located after the nozzle along the fuel flow a, and the means for measuring the phase parameters are made in the form of a pressure sensor installed between the measured section of the pump and the nozzle, and an angular displacement sensor associated with the drive shaft, while the pressure sensor, nozzle and flow meter are combined into one measuring channel, made with the possibility of alternating connection to each section of the pump, characterized in that in addition to the plate for installing the high-pressure fuel pump, a bracket for mounting the nozzle under test is mounted, an injection chamber, and made of a transparent polymeric material and connected by a drain pipe to the fuel supply system, the pump drive clutch is equipped with a lever for mechanical rotation of the pump shaft, and a pressure sensor, drain and check valves are installed in series in the high-pressure line of the tested nozzle connecting one of the pump sections to the nozzle, combined into a single measuring channel.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к области технической диагностики дизельной топливной аппаратуры.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to the field of technical diagnostics of diesel fuel equipment.

Мощностные, экономические и экологические показатели дизельных двигателей в значительной степени зависят от технического состояния топливных насосов высокого давления (ТНВД) и форсунок (Ф). В процессе эксплуатации параметры насосов и форсунок часто выходят за пределы регламентированных значений. Это обусловливает необходимость периодической их технической диагностики, заключающейся в воспроизведении скоростных и нагрузочных режимов работы насосов и измерении их основных параметров, в том числе - средней цикловой подачи топлива (производительности секций) и неравномерности подачи топлива, также фазовых параметров - угла начала нагнетания и чередования подачи топлива, а также измерении диагностических параметров форсунок.Power, economic and environmental indicators of diesel engines largely depend on the technical condition of high-pressure fuel pumps (TNVD) and nozzles (F). During operation, the parameters of the pumps and nozzles often go beyond the regulated values. This necessitates their periodic technical diagnostics, consisting in reproducing high-speed and load operating modes of the pumps and measuring their main parameters, including the average cyclic fuel supply (section performance) and uneven fuel supply, as well as phase parameters - the angle of the onset of injection and the alternation of supply fuel, as well as measuring the diagnostic parameters of the nozzles.

Известен ряд способов испытания ТНВД, основанных на одновременном измерении параметров всех секций ТНВД. Стенды для испытания насосов согласно указанным способам снабжены приводом для вращения вала насоса, набором эталонных форсунок и средствами измерения параметров ТНВД (Патент США №4348895, кл. G01M 15/00, 1982 г.; Патент США №4497201, кл. G01M 19/00, 1983 г.; Патент РФ №2156377, кл. F02M 65/00, 2000 г.; Патент РФ №2224907, кл. F02M 65/00, 2004 г.; Черноиванов В.И. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве. - Москва, 2003 г., С. 565-568).A number of known methods for testing injection pumps, based on the simultaneous measurement of the parameters of all sections of the injection pump. Stands for testing pumps according to the indicated methods are equipped with a drive for rotating the pump shaft, a set of reference nozzles and means for measuring the parameters of the high pressure fuel pump (US Patent No. 4348895, CL G01M 15/00, 1982; US Patent No. 4497201, CL G01M 19/00 , 1983; RF Patent No. 2156377, class F02M 65/00, 2000; RF Patent No. 2224907, class F02M 65/00, 2004; VI Chernoivanov Maintenance and repair of machinery in agriculture . - Moscow, 2003, S. 565-568).

Известен способ испытания топливных насосов высокого давления и устройство для его реализации, содержащее раму со смонтированной на ней плитой для установки топливного насоса высокого давления, привод, форсунку, систему топливоподачи и средства измерения производительности, неравномерности подачи топлива и фазовых параметров секций насоса, связанные с системой управления и обработки информации, средства измерения производительности и неравномерности подачи топлива выполнены в виде расходомера, расположенного после форсунки по ходу потока топлива, а средства измерения фазовых параметров выполнены в виде датчика давления, установленного между измеряемой секцией насоса и форсункой, и датчика угловых перемещений, связанного с валом привода, при этом датчик давления, форсунка и расходомер объединены в один измерительный канал, выполненный с возможностью поочередного подсоединения к каждой секции насоса (Патент RU 2289720 С1, МПК F02M 65/00, 2006 г.) - прототип.A known method of testing high pressure fuel pumps and a device for its implementation, comprising a frame with a plate mounted on it for installing a high pressure fuel pump, a drive, a nozzle, a fuel supply system and means for measuring productivity, unevenness of fuel supply and phase parameters of pump sections associated with the system control and information processing, means of measuring the performance and unevenness of the fuel supply made in the form of a flow meter located after the nozzle along the way the fuel flow, and the means for measuring the phase parameters are made in the form of a pressure sensor installed between the measured section of the pump and the nozzle, and an angular displacement sensor associated with the drive shaft, while the pressure sensor, nozzle and flow meter are combined into one measuring channel, made with the possibility of alternating connections to each pump section (Patent RU 2289720 C1, IPC F02M 65/00, 2006) - prototype.

Общим недостатком известных способов и устройств является невозможность проверки технического состояния и регулировки форсунок.A common disadvantage of the known methods and devices is the inability to check the technical condition and adjust the nozzles.

Вместе с тем известны устройства для испытания и регулировки форсунок дизелей (Федосов И.М., Кривенко П.М. Ремонт и техническое обслуживание системы питания автотракторных двигателей. - М.: «Колос», 1980 - 288 с.), содержащие "Стойку - тиски", предназначенную для крепления испытываемых форсунок, камеру впрыскивания из прозрачного полимерного материала, предназначенную для визуального наблюдения факела распыляемого топлива, насосный элемент с ручным приводом, предназначенный для создания высокого давления и подачи топлива под высоким давлением к испытываемой форсунке, блок управления и регистрации, предназначенный для задания времени при и регистрации давления топлива при испытании форсунок, кран управления подачей топлива на форсунку, объединенные в единую конструкцию.At the same time, there are known devices for testing and adjusting diesel injectors (Fedosov IM, Krivenko PM Repair and maintenance of the power supply system of automotive engines. - M .: Kolos, 1980 - 288 p.), Containing "Rack - vise ", intended for fastening test injectors, an injection chamber made of transparent polymeric material, for visual observation of a spray of fuel, a pump element with a manual drive, designed to create high pressure and supply fuel under high pressure to the tested nozzle, the control and registration unit, designed to set the time for and recording the fuel pressure when testing the nozzles, the valve for controlling the fuel supply to the nozzle, combined in a single design.

Технический результат полезной модели направлен на расширение функциональных возможностей устройства по диагностированию приборов топливной системы дизелей, повышение интенсивности его использования на рабочем месте специалиста по ремонту топливной аппаратуры, снижение общей стоимости комплекта оборудования, необходимого для проверки и регулировки ТНВД и форсунок при ремонте.The technical result of the utility model is aimed at expanding the functionality of the device for diagnosing devices of the diesel fuel system, increasing the intensity of its use at the workplace of a specialist in the repair of fuel equipment, reducing the total cost of a set of equipment needed to check and adjust the injection pump and injectors during repair.

Технический результат полезной модели достигается тем, что в устройстве для испытания топливных насосов высокого давления и форсунок дизелей, содержащем раму со смонтированной на ней плитой для установки топливного насоса высокого давления, привод, форсунку, систему топливоподачи и средства измерения производительности, неравномерности подачи топлива и фазовых параметров секций насоса, связанные с системой управления и обработки информации, средства измерения производительности и неравномерности подачи топлива выполнены в виде расходомера, расположенного после форсунки по ходу потока топлива, а средства измерения фазовых параметров выполнены в виде датчика давления, установленного между измеряемой секцией насоса и форсункой, и датчика угловых перемещений, связанного с валом привода, при этом датчик давления, форсунка и расходомер объединены в один измерительный канал, выполненный с возможностью поочередного подсоединения к каждой секции насоса, дополнительно на плите для установки топливного насоса высокого давления смонтирован кронштейн для крепления испытываемой форсунки, камера впрыскивания, изготовленная из прозрачного полимерного материала и соединенная сливным трубопроводом с системой топливоподачи, муфта привода насоса снабжена рычагом для механического проворачивания вала насоса, а в магистрали высокого давления испытываемой форсунки, соединяющей одну из секций насоса с форсункой, последовательно установлены датчик давления, сливной и обратный клапаны, объединенные в единый измерительный канал.The technical result of the utility model is achieved by the fact that in a device for testing high pressure fuel pumps and diesel nozzles, comprising a frame with a plate mounted on it for installing a high pressure fuel pump, a drive, a nozzle, a fuel supply system and means for measuring performance, fuel flow unevenness and phase parameters of pump sections associated with the control and information processing system, means for measuring the productivity and unevenness of fuel supply are made in the form of a flowmeter located after the nozzle along the fuel flow, and phase measuring instruments are made in the form of a pressure sensor installed between the measured section of the pump and the nozzle, and an angular displacement sensor associated with the drive shaft, while the pressure sensor, nozzle and flowmeter are combined into one measuring channel, made with the possibility of alternately connecting to each pump section, in addition to the plate for installing the high-pressure fuel pump, a bracket for mounting the test is mounted of the injected nozzle, an injection chamber made of a transparent polymeric material and connected by a drain pipe to the fuel supply system, the pump drive clutch is equipped with a lever for mechanical rotation of the pump shaft, and a pressure sensor is installed in series in the high-pressure line of the tested nozzle connecting one of the pump sections to the nozzle , drain and check valves combined into a single measuring channel.

На чертеже представлена схема предлагаемой конструкции устройства для испытания топливных насосов высокого давления и форсунок.The drawing shows a diagram of the proposed design of a device for testing high pressure fuel pumps and injectors.

Устройство включает раму 10 со смонтированной на ней плитой 9, стойку 22 с кронштейном для крепления испытываемой форсунки 21, камеру впрыскивания 20, изготовленную из прозрачного полимерного материала и соединенную сливным трубопроводом 19 с системой топливоподачи 16 (включающей топливный бак и подкачивающий насос), электропривод 7, измерительный канал 4, выполненный с возможностью подсоединения к любой секции ТНВД и содержащий последовательно расположенные по ходу потока топлива датчик давления 1, форсунку 2 и расходомер 3, соединенный сливным трубопроводом 17 с системой топливоподачи 16.The device includes a frame 10 with a plate 9 mounted on it, a stand 22 with a bracket for mounting the test nozzle 21, an injection chamber 20 made of transparent polymer material and connected by a drain pipe 19 to the fuel supply system 16 (including a fuel tank and a booster pump), an electric drive 7 , a measuring channel 4 made with the possibility of connecting to any section of the injection pump and containing a pressure sensor 1, a nozzle 2 and a flow meter 3 connected to a drain m pipeline 17 with a fuel supply system 16.

К электроприводу 7 подсоединен датчик угловых перемещений 8, а муфта 12 привода насоса снабжена рычагом 11 для механического проворачивания вала насоса. В магистрали высокого давления 26 испытываемой форсунки 21, соединяющей одну из секций насоса 14 с форсункой 21, последовательно установлены датчик давления 23, сливной 24 и обратный 25 клапаны, объединенные в один измерительный канал 18.An angle sensor 8 is connected to the electric drive 7, and the pump drive clutch 12 is equipped with a lever 11 for mechanically turning the pump shaft. In the high-pressure line 26 of the tested nozzle 21, which connects one of the sections of the pump 14 to the nozzle 21, a pressure sensor 23, a drain 24, and a check valve 25 are integrated in series into one measuring channel 18.

Работа устройства протекает под контролем блока управления 6, к которому подключены управляющие и сигнальные цепи электропривода 7, расходомера 3 и датчиков 1, 8 и 23, и связанного с блоком 6 компьютера 5.The operation of the device proceeds under the control of a control unit 6, to which control and signal circuits of the electric drive 7, a flow meter 3 and sensors 1, 8 and 23 are connected, and computer 5 connected to the unit 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Испытываемый насос 14 устанавливают на плиту 9 и кулачковый вал 13 ТНВД 14 соединяют с муфтой 12 электропривода 7. Входной штуцер ТНВД 14 соединяют с нагнетательным трубопроводом системы топливоподачи 16, выходные штуцеры измерительных каналов 4 и 19, а также выходные штуцеры остальных секций ТНВД 14 (кроме измеряемой секции) подключают через обратные топливопроводы к топливному баку системы топливоподачи 16.The proposed device operates as follows. The test pump 14 is installed on the plate 9 and the camshaft 13 of the injection pump 14 is connected to the clutch 12 of the electric drive 7. The input nozzle of the injection pump 14 is connected to the discharge pipe of the fuel supply system 16, the output fittings of the measuring channels 4 and 19, as well as the output fittings of the remaining sections of the injection pump 14 (except measured section) is connected through the fuel return pipes to the fuel tank of the fuel supply system 16.

Для проведения испытаний и регулировки форсунок испытываемый образец закрепляют в кронштейне на стойке 22 таким образом, чтобы распылитель находился внутри камеры впрыскивания 20, трубопровод магистрали высокого давления 26 испытываемой форсунки 21, в котором последовательно установлены датчик давления 23, сливной 24 и обратный 25 клапаны, соединяют с одной из секций насоса 14 (на схеме - с первой).For testing and adjusting the nozzles, the test sample is fixed in the bracket on the stand 22 so that the sprayer is inside the injection chamber 20, the high-pressure pipe 26 of the test nozzle 21, in which the pressure sensor 23, drain 24 and check valve 25 are installed in series, connect with one of the sections of the pump 14 (in the diagram - with the first).

Для проверки форсунки на качество распыливания и величину давления начала впрыскивания топлива закрывают (механическим или электрическим способом управления) сливной клапан 24, включают стенд и устанавливают частоту вращения вала привода равной 70 мин^-1. При этом качество распыливания топлива оценивается визуально по факелам распыляемого топлива, а давление впрыскивания регистрируется автоматически и выдается в виде графика (диаграммы) на монитор компьютера 5.To check the nozzle for spraying quality and the pressure of the fuel injection start, the drain valve 24 is closed (mechanically or electrically), the stand is turned on and the drive shaft speed is set to 70 min ^-1 . In this case, the quality of fuel atomization is visually assessed by the torches of atomized fuel, and the injection pressure is automatically recorded and issued in the form of a graph (chart) on the computer monitor 5.

Для проверки форсунки на гидравлическую плотность и герметичность в качестве насосного элемента используют одну из секций ТНВД (на схеме -первую), для чего, воздействуя механически на рычаг 11, совершают возвратно-поступательные движения вала 13 привода ТНВД относительно положения плунжера первой секции ТНВД, соответствующего началу нагнетания топлива, и создают в магистрали 26 давление, величина которого соответствует установленному значению для конкретного типа форсунки для выбранного режима испытаний, устанавливают время контроля и, используя блок управления 6 и компьютер 5, регистрируют величину падения давления, после чего, открыв сливной клапан 24, сбрасывают давление в магистрали 26.To check the nozzle for hydraulic density and tightness, one of the injection pump sections is used as the pump element (first in the diagram), for which, acting mechanically on the lever 11, reciprocating movements of the injection pump drive shaft 13 are performed relative to the position of the plunger of the first injection pump section the beginning of the fuel injection, and create pressure in the line 26, the value of which corresponds to the set value for a particular type of nozzle for the selected test mode, set the monitoring time and, spolzuya control unit 6 and the computer 5, recorded pressure drop value, then opening the drain valve 24 is depressurized in the line 26.

После проверки форсунок для проведения испытаний ТНВД отсоединяют магистраль 26 от насосной секции ТНВД 14 и подсоединяют к ней измерительный канал 4. Затем включают электропривод 7, устанавливают частоту вращения выходного вала привода 13 согласно паспортным данным ТНВД и, задав необходимое число циклов подачи, при помощи расходомера 3 измеряют среднюю цикловую подачу топлива по величине расхода протекающего через расходомер потока топлива (иначе говоря, для определения производительности ТНВД используется метод измерения с непрерывным потоком).After checking the nozzles for testing the high pressure fuel pump, disconnect the line 26 from the pump section of the high pressure fuel pump 14 and connect the measuring channel 4 to it. Then turn on the electric drive 7, set the speed of the output shaft of the drive 13 according to the passport data of the high pressure fuel pump and, by setting the required number of supply cycles, using the flow meter 3 measure the average cyclic fuel supply by the amount of fuel flowing through the flow meter of the fuel flow (in other words, to determine the performance of the injection pump, a continuous measurement method is used flow).

Определение фазовых параметров секции ТНВД - угла начала нагнетания или впрыска топлива - производится с помощью датчика угловых перемещений 8, измеряющего угол поворота выходного вала привода 13, и датчика давления 1, расположенного между выходным штуцером измеряемой секции ТНВД и форсункой 2 и измеряющего фактическое давление потока топлива. При этом каждому значению угла поворота выходного вала привода 13 ставится в соответствие значение давления, измеренное датчиком 1 при данном угле.The phase parameters of the injection pump section — the angle of the onset of injection or injection of fuel — are determined using an angular displacement sensor 8, which measures the angle of rotation of the output shaft of the actuator 13, and a pressure sensor 1, located between the outlet fitting of the measured injection pump section and the nozzle 2, and which measures the actual pressure of the fuel flow . In this case, each value of the angle of rotation of the output shaft of the actuator 13 is associated with a pressure value measured by the sensor 1 at a given angle.

Заданные значения углов нагнетания, соответствующие испытываемому ТНВД, заранее вводятся в память компьютера 5.The set values of the discharge angles corresponding to the tested injection pump are previously entered into the memory of the computer 5.

Как уже отмечалось выше, фазовые параметры секций насоса жестко связаны с кулачковым валом, поэтому указанный подход к определению угла начала нагнетания или впрыска топлива является вполне корректным. Выходные сигналы с датчиков 1 и 8 и расходомера 3 поступают в блок 6, который служит для обработки сигналов датчиков и связи с компьютером 5. Отработанное топливо сливается через выходные штуцеры измерительного канала 4 или 18 и выходные штуцеры остальных секций ТНВД.As already noted above, the phase parameters of the pump sections are rigidly connected to the cam shaft, therefore, this approach to determining the angle of the beginning of injection or fuel injection is quite correct. The output signals from sensors 1 and 8 and the flow meter 3 are sent to block 6, which serves to process the signals of the sensors and communicate with computer 5. The spent fuel is discharged through the output fittings of the measuring channel 4 or 18 and the output fittings of the remaining sections of the injection pump.

После завершения измерения параметров первой секции ТНВД 14 измерительный канал 4 перемещают на следующую позицию измерения, подсоединяют ко второй секции ТНВД, повторяют процесс измерения параметров и т.д. для каждой последующей секции.After completing the measurement of the parameters of the first section of the injection pump 14, the measuring channel 4 is moved to the next measurement position, connected to the second section of the injection pump, the process of measuring parameters is repeated, etc. for each subsequent section.

Достоинства заявляемого устройства по сравнению с выбранным прототипом заключаются в возможности дополнительного выполнения испытаний и регулировки форсунок дизелей, что расширяет функциональные возможности стенда, повышает интенсивность его использования на рабочем месте специалиста по ремонту топливной аппаратуры, снижает общую стоимость комплекта оборудования, необходимого для проверки и регулировки ТНВД и форсунок при ремонте.The advantages of the claimed device compared to the selected prototype are the possibility of additional testing and adjustment of diesel nozzles, which extends the functionality of the stand, increases the intensity of its use in the workplace of a specialist in the repair of fuel equipment, reduces the total cost of a set of equipment necessary for checking and adjusting the high-pressure fuel pump and nozzles during repair.

Claims

A device for testing high pressure fuel pumps and diesel nozzles, comprising a frame with a plate mounted on it for installing a high pressure fuel pump, a drive, a nozzle, a fuel supply system and means for measuring the productivity, unevenness of the fuel supply and phase parameters of the pump sections associated with the control system and information processing, means for measuring the performance and unevenness of fuel supply are made in the form of a flow meter located after the nozzle along the fuel flow a, and the means for measuring the phase parameters are made in the form of a pressure sensor installed between the measured section of the pump and the nozzle, and an angular displacement sensor associated with the drive shaft, while the pressure sensor, nozzle and flow meter are combined into one measuring channel, made with the possibility of alternating connection to each section of the pump, characterized in that in addition to the plate for installing the high-pressure fuel pump, a bracket for mounting the nozzle under test is mounted, an injection chamber, and made of a transparent polymeric material and connected by a drain pipe to the fuel supply system, the pump drive clutch is equipped with a lever for mechanical rotation of the pump shaft, and a pressure sensor, drain and check valves are installed in series in the high-pressure line of the tested nozzle connecting one of the pump sections to the nozzle, combined into a single measuring channel.