RU2073857C1

RU2073857C1 - Quality control of diesel injector fuel atomization

Info

Publication number: RU2073857C1
Application number: RU93026372A
Authority: RU
Inventors: Н.Д. Быстров; Л.Н. Мединская
Original assignee: Самарский государственный аэрокосмический университет
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 1997-02-20

Abstract

FIELD: diesel engineering, in particular, flow quality control of injectors in the process of production and repair. SUBSTANCE: injector to be checked is placed in an isolated acoustic chamber furnished with an acoustic measuring system having a microphone positioned directly above the injector, amplifier, spectrum analyzer, analog-to-digital converter and a personal computer. Fuel pressure is built up at the injector with the aid of the pump, as a result of injection an acoustic impulse is produced, which is measured; vibration spectrum is determined and them compared with the spectrum of the standard injector. As a result of the above comparison, quality control of atomization is accomplished. EFFECT: enhanced truth of control. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области акустических методов исследования и анализа, а именно, к способам контроля качества распыливания топлива дизельными форсунками. The invention relates to the field of acoustic research and analysis methods, and in particular, to methods for controlling the quality of fuel atomization by diesel nozzles.

Известно, что в качественные и количественные характеристики распыливания топлива дизельными форсунками в значительной степени зависят от геометрических характеристик дозирующих элементов форсунок, состояния их поверхностей после финишной обработки, а также степени подвижности иглы распылителя для игольчатых форсунок. По существующей технологии испытаний форсунок [1] качество распыливания топлива проверяется при номинальном давлении начала подъема иглы при быстрой (не менее одного впрыска за 1 с) прокачке форсунки за испытательном стенде. У годной для последующей эксплуатации форсунки топливо, выходящее из распыливающих отверстий при впрыскивании, должно быть туманообразным, без визуально различимых отдельных капель, сплошных струек, местных сгущений, впрыскивание должно сопровождаться звуком, характерным для соответствующего конструктивного исполнения распылителя. It is known that the qualitative and quantitative characteristics of fuel atomization by diesel nozzles depend to a large extent on the geometric characteristics of the metering elements of the nozzles, the state of their surfaces after finishing, and the degree of mobility of the atomizer needle for needle nozzles. According to the existing nozzle testing technology [1], the quality of fuel atomization is checked at the nominal pressure of the beginning of the needle lifting during fast (at least one injection in 1 s) pumping of the nozzle behind the test bench. For a nozzle suitable for subsequent operation, the fuel leaving the spray holes during injection should be foggy, without visually distinguishable separate drops, continuous streams, local condensations, the injection should be accompanied by a sound characteristic of the corresponding design of the sprayer.

Оценка качества распыливания производится визуально на слух при частоте впрыскиваний не менее 1 Гц и при повышении давления до значений не меньшего 25 кгс/см². Недостатком описанного способа является низкая достоверность при высокой субъективности способа контроля качества распыла на слух, так как:
1. Практически невозможно различить дисперсные структуры в виде струек, отдельных сгущений путем визуального наблюдения и на слух за время впрыска (1-5 м/с);
Оценка качества распыливания по звуку, сопровождающему процесс распыливания, требует высокой натренированности испытателя, не дает одинаковых результатов при проведении испытаний различными наблюдателями.Evaluation of the quality of spraying is carried out visually by ear at a frequency of injection of at least 1 Hz and with an increase in pressure to values not less than 25 kgf / cm ² . The disadvantage of the described method is the low reliability with high subjectivity of the method of controlling the quality of the spray by ear, since:
1. It is practically impossible to distinguish dispersed structures in the form of streams, individual thickenings by visual observation and by ear during injection (1-5 m / s);
Evaluation of the quality of spraying by the sound accompanying the spraying process requires a highly trained tester, does not give the same results when testing by various observers.

Помимо сказанного, указанный способ не может использоваться для дифференцированного контроля распыливания топлива отдельными отверстиями многоструйного распылителя форсунки. In addition to the above, this method cannot be used for differential control of fuel atomization by individual openings of a multi-jet nozzle atomizer.

Известен способ контроля качества распыливания топлива (см. книгу "Топливная аппаратура дизелей": Справочник Ю. Я.Фомин, Г.В.Никонов, В.Г. Ивановский М. Машиностроение, 1982), состоящий во введении под сопловой наконечник распылителя форсунки плоского пористого экрана, на котором осуществляется формирование изображения при поглощении частиц топлива и последующего анализа дисперсных структур с учетом расстояния от плоскости до соплового наконечника. A known method of controlling the quality of atomization of fuel (see the book "Fuel equipment of diesel engines": Reference Yu. Y. Fomin, GV Nikonov, VG Ivanovsky M. Mechanical Engineering, 1982), consisting in the introduction of a flat nozzle under the nozzle nozzle a porous screen on which the image is formed upon absorption of fuel particles and the subsequent analysis of dispersed structures, taking into account the distance from the plane to the nozzle tip.

Недостатком указанного способа является отсутствие объективности при контроле качества распыливания. The disadvantage of this method is the lack of objectivity in controlling the quality of spraying.

Задачей способа является повышение достоверности и информативности способа контроля качества распыливания за счет сравнения спектров колебаний в звуковых импульсах испытуемой и эталонной форсунки. Поставленная задача решена таким образом, что в известном способе контроля, заключающемся в оценке на слух оператором звукового импульса впрыска форсунки, характерного для каждой конструкции форсунки, производится измерение спектра колебаний звукового импульса, сопровождающего впрыск, со спектром колебаний эталонной форсунки, после чего с заранее принятой точностью принимается заключение о годности форсунки. The objective of the method is to increase the reliability and informativeness of the method of controlling the quality of spraying by comparing the spectra of vibrations in the sound pulses of the test and reference nozzles. The problem is solved in such a way that in the known control method, which consists in evaluating, by the operator, the sound pulse of the nozzle injection characteristic of each nozzle design, the vibration spectrum of the sound pulse accompanying the injection is measured with the vibration spectrum of the standard nozzle, after which the accuracy of the conclusion about the suitability of the nozzle.

Процедура контроля качества распыла сводится к сравнению амплитудного спектра звукового импульса, сопровождающего процесс впрыска топлива дизельной форсункой, с амплитудным спектром образцовой форсунки, с учетом допустимого разброса составляющих спектра в частном диапазоне. Указанная процедура автоматизируется с использованием ПЭВМ, при этом заключение о состоянии качества распыла требуемому по техническим условиям на дизельную форсунку определяется с помощью компьютера, при этом заключение с результатами выводятся на печать. The spray quality control procedure is reduced to comparing the amplitude spectrum of the sound pulse accompanying the process of fuel injection by a diesel nozzle with the amplitude spectrum of a standard nozzle, taking into account the permissible spread of the spectrum components in the private range. The specified procedure is automated using a PC, and the conclusion about the quality of the spray required by the technical specifications for the diesel nozzle is determined using a computer, and the conclusion with the results is printed.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема установки, для реализации предлагаемого способа распыливания топлива дизельных форсунок. Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Форсунка 1 установлена распыливающими отверстиями, направленными вверх в акустически изолированной камере 2 в нижней ее части. В камере 2 на продольной оси форсунки установлен микрофон 3 на расстоянии L не менее 15-20 калибров микрофона от распылителя форсунки. Форсунка 1 связана топливопроводом 4 с насосом 5, насос 5 соединен топливопроводом с емкостью 6. Камера 2 снабжена устройствами вентиляции и очистки от распыленного топлива на фиг. 1 указанные устройства условно не показаны. The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of the installation, for the implementation of the proposed method for atomizing fuel of diesel injectors. The proposed method is implemented as follows. The nozzle 1 is installed with spray holes directed upwards in an acoustically insulated chamber 2 in its lower part. In the chamber 2, a microphone 3 is mounted on the longitudinal axis of the nozzle 3 at a distance L of at least 15-20 caliber microphones from the nozzle nozzle. The nozzle 1 is connected by a fuel line 4 to a pump 5, a pump 5 is connected by a fuel line to a vessel 6. The chamber 2 is equipped with ventilation and cleaning devices for atomized fuel in FIG. 1, these devices are conventionally not shown.

Электрический выход микрофона связан с усилителем мощности 7, c выхода которого сигнал в свою очередь подается на анализатор спектра 8. The electrical output of the microphone is connected to a power amplifier 7, from the output of which the signal is in turn fed to the spectrum analyzer 8.

Автоматизация процесса контроля обеспечивается ПЭВМ 10 с помощью аналого-цифрового преобразователя 9, выход результатов контроля осуществляется на принтер 11. Automation of the control process is provided by the PC 10 using the analog-to-digital Converter 9, the output of the control results is carried out on the printer 11.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. С помощью топливного насоса 5 производится впрыск топлива в акустически заглушенную камеру через распылитель форсунки 1. Впрыск топлива сопровождается звуковым импульсом, который воздействуя на микрофон 3 преобразуется в электрический импульс, поступающий в систему регистрации и анализа. После усилителя 7 сигнал поступает в анализатор спектра 8, с выхода которого через аналого-цифровой преобразователь 9 поступает в процессор ПЭВМ 10, где в соответствии с программой контроля форсунки соответствующего типа устанавливается соответствие спектра звуковых колебаний контролируемой форсунки спектру звуковых колебаний, сопровождающих распыл, образцовой форсунки, удовлетворяющей потребителя по качеству распыла, с выдачей заключения о годности форсунки на дисплей и принтер ПЭВМ 11. The proposed method is implemented as follows. Using the fuel pump 5, fuel is injected into the acoustically muffled chamber through the nozzle atomizer 1. The fuel injection is accompanied by a sound pulse, which, acting on the microphone 3, is converted into an electrical pulse supplied to the registration and analysis system. After amplifier 7, the signal enters the spectrum analyzer 8, from the output of which through an analog-to-digital converter 9 enters the PC processor 10, where, in accordance with the nozzle control program of the corresponding type, the sound spectrum of the controlled nozzle matches the spectrum of sound vibrations accompanying the spray and the model nozzle satisfying the consumer in terms of spray quality, with the conclusion of the suitability of the nozzle on the display and PC printer 11.

В соответствии с полученным заключением решается вопрос о дальнейшем использовании контролируемой форсунки. In accordance with the conclusion received, the question of the further use of a controlled nozzle is being resolved.

Предлагаемый способ контроля позволяет избежать утомительной процедуры по контролю дисперсного состава струи, углов распыла топлива, степени однородности заполнения топливным туманом рабочего объема испытательной камеры. The proposed control method avoids the tedious procedure of controlling the dispersed composition of the jet, the angles of atomization of the fuel, the degree of uniformity of filling the working volume of the test chamber with fuel fog.

Применение предлагаемого способа позволяет автоматизировать процедуру контроля качества распыла и выбора годных для последующей эксплуатации форсунок. The application of the proposed method allows you to automate the quality control of the spray and the selection of suitable nozzles for subsequent operation.

Применение предлагаемого способа может позволить автоматизировать процедуру контроля качества распыла и выбора годных для последующей эксплуатации форсунок. Application of the proposed method can automate the procedure for controlling the quality of the spray and selecting suitable nozzles for subsequent operation.

Применение предлагаемого способа позволит повысить надежность и топливную эффективность работы дизелей за счет объективной оценки качества каждой контролируемой форсунки и обеспечить возможность автоматизировать сортировку форсунок по группам годности. The application of the proposed method will improve the reliability and fuel efficiency of diesel engines due to an objective assessment of the quality of each controlled nozzle and provide the ability to automate the sorting of nozzles by expiration groups.

Claims

A method for controlling the quality of spraying fuel of a diesel nozzle, which consists in analyzing sound signals during the injection of diesel fuel through a nozzle in a test chamber, characterized in that the test chamber is acoustically isolated, the amplitude spectrum of sound signals is recorded when spraying fuel through a standard and tested nozzle, and according to the results comparing the obtained amplitude spectra judge the quality of the atomization of the test nozzle.