Стенд для испытания форсунок дизельных двигателей

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к стендам для испытания и регулировки форсунок, и может быть использована на дизелестроительных и локомотиворемонтных предприятиях.
Известен способ испытания и регулировки форсунок, заключающийся в визуальной регистрации факела распыла и ручной затяжке накидной гайки форсунки [Патент РФ №2160847, МПК F02M 65/00, опубл. 20.12.2000 г. «Стенд для испытания и регулировки форсунок»].
Известен стенд для испытания и регулировки форсунок, включающий камеру впрыска, приемную емкость, топливный насос высокого давления, форсунку с накидной гайкой [Патент РФ №2160847, МПК F02M 65/00, опубл. 20.12.2000 г. «Стенд для испытания и регулировки форсунок»].
Недостатком способа испытания и регулировки форсунок и стенда для испытания и регулировки форсунок является низкая достоверность определения, отсутствие регистрации качества распыла топлива форсункой.
Известен способ испытания и регулировки форсунок, заключающийся в визуальной регистрации факела распыла и ручной затяжке накидной гайки форсунки [Патент РФ №80514, МПК F02M 65/00, опубл. 03.09.2008 г. «Стенд для испытания и регулировки форсунок»].
Известен стенд для испытания и регулировки форсунок, содержащий камеру впрыска цилиндрической формы с двумя крышками, приемную емкость, форсунку с накидной гайкой, топливный насос высокого давления с приводом, датчик гидростатического давления, блок измерения, блок обработки и анализа, блок управления [Патент РФ №80514, МПК F02M 65/00, опубл. 03.09.2008 г. «Стенд для испытания и регулировки форсунок»].
Недостатком способа испытания и регулировки форсунок и стенда для испытания и регулировки форсунок является низкая точность и достоверность проведения испытания форсунок.
Известен способ испытания и регулировки форсунок, заключающийся в регистрации факела распыла и затяжке накидной гайки форсунки [Патент РФ №2467197, МПК F02M 65/00, G01M опубл. 21.11.2012 г. «Способ испытания и регулировки форсунок и стенд для испытания и регулировки форсунок»].
Известен способ для испытания и регулировки форсунок, содержащий камеру впрыска цилиндрической формы с двумя крышками, приемную емкость, форсунку с накидной гайкой, топливный насос высокого давления с приводом, датчик гидростатического давления, блок измерения, блок обработки и анализа, блок управления, два осветителя, четыре фото регистратора [Патент РФ №2467197, МПК F02M 65/00, G01M опубл. 21.11.2012 г. «Способ испытания и регулировки форсунок и стенд для испытания и регулировки форсунок»].
Недостатком способа испытания и регулировки форсунок и стенда для испытания и регулировки форсунок является сложная система управления и регистрации параметров. Фото фиксация не обладает высокой информативностью.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение достоверности результатов испытания и повышение качества регулировки форсунок, упрощение системы управления и совершенствования системы регистрации параметров о качестве распыла топлива.
Совершенствование достигается тем, что в способе испытания и регулировки форсунок, заключающемся в регистрации факела распыла топлива, факел регистрируют в форме конуса, при чем при испытаниях форсунки шаговый двигатель и его привод регулируют давление впрыска топлива, а форму конуса распыленного топлива регистрируют инфракрасным приемникам с разных направлений.
В стенд для испытания и регулировки форсунок, содержащий камеру впрыска цилиндрической формы, форсунку, топливный насос высокого давления с приводом, датчик гидростатического давления, шкаф управления, дополнительно установлен модуль регистрирующий форму факела и отсутствие модуля осветителя, установлен шаговый двигатель и его источник питания, причем привод соединен с накидной гайкой форсунки, с двух сторон камеры впрыска жестко закреплены охлаждающие панели с противоположенных сторон охлаждающих панелей размещены два инфракрасных приемника в качестве ИК-приемников используются тепловизоры.
Регистрация факела распыла форсунки производится тепловизором с последующей обработкой снимков факела распыла, что позволяет определить динамику развития факела распыла с учетом динамики образования капель топлива, что в свою очередь, позволяет определять техническое состояние форсунки.
Установка в стенд тепловизора и соединения его со шкафом управления позволяет автоматически в реальном времени регистрировать форму факела распыла, передавать изображение, обрабатывать и анализировать в шкафу управления с выявлением формы факела распыла, плотности факела распыла топлива и делать выводы о техническом состоянии форсунки.
Установка в стенд охлаждающих панелей позволяет усилить контраст тепловых потоков излучаемых топливом, что в свою очередь, повысит достоверность регистрации распыла.
Установка шагового двигателя с приводом в стенд позволяет автоматически регулировать затяжку накидной гайки.
Таким образом предложен стенд для испытания форсунок дизельных двигателей, содержащий камеру впрыска цилиндрической формы, топливный бак, форсунку с накидной гайкой, топливный насос высокого давления с приводом, блок обработки и анализа, блок управления. С двух сторон камеры впрыска жестко закреплены охлаждающие панели, с противоположенных сторон охлаждающих панелей размещены два инфракрасных приемника (ИК-приемника), в качестве ИК-приемников используются тепловизоры, причем стенд позволяет производить видео фиксацию формы факела распыла топлива.
На фигуре представлена схема стенда для испытания и регулировки форсунок.
Стенд для испытания и регулировки форсунок состоит из камеры впрыска цилиндрической формы 1, форсунки 2 с накидной гайкой 3, привода накидной гайки 4, топливный насос высокого давления (ТНВД) 5, охлаждающих панелей 6, модуля тепловизора 7, шкафа управления 8, блок обработки 9, топливный бак 10.
Способ работы стенда для испытания и регулировки форсунок реализуется следующим образом.
На стенд устанавливают тепловозную форсунку 2 и подводят к ней топливную магистраль стенда. К накидной гайке 3 форсунки 2 закрепляют привод шагового двигателя с возможностью вращения накидной гайки в разные стороны. Затем на стенд подают напряжение и проверяют работу всех электрических приборов, систем измерения, управления и приводов, а затем проводят опрессовку стенда.
В камере впрыска установлены два модуля тепловизора 7.
После опрессовки стенда начинают испытание установленной на стенде форсунки 2. Включают охлаждающие панели 6, таким образом, в камере впрыска 1 создают тепловые условия для работы модуля тепловизора. В качестве охлаждающих панелей применяют термоохлаждающие преобразователи имеющие влагозатрату, выдерживающие высокое давление на свою поверхность.
Затем подают напряжение на электрический привод топливного насоса высокого давления 5 и включают топливный насос высокого давления в работу.
ТНВД из приемной емкости 10 подает дизельное топливо в форсунку 2, которая впрыскивает его в камеру впрыска 1.
Для полной имитации работы топливной аппаратуры в тепловозном дизеле в камере впрыска создается противодавление, равное по назначению давлению сжатия в цилиндре в верхней мертвой точке.
При впрыске топлива форсункой 2 дизельного двигателя образуется факел конусной формы который не долгое время существует стабильно, после чего разрушается.
После впрыска топлива форсункой в камеру впрыска, когда топливо выходит из отверстий в сопловом наконечнике форсунке, в момент впрыска модуль тепловизора регистрирует форму факела и плотность распыленного топлива.
Модуль тепловизора регистрирует форму факела распыла. Таким образом, с помощью регистрации можно оценить техническое состояние форсунки. Модуль тепловизора за время распыла топлива регистрирует геометрическую форму факела распыла множество раз. С помощью применения высокочастотного тепловизора появляется возможность контролировать динамику образования факела распыла каждой конкретной форсунки.
Полученные снимки геометрической формы факела распыла сравнивают с эталонной формой факела распыла.
Если геометрическая форма факела отличается от эталонной формы производят ремонт в обратном случае форсунку бракуют и отправляют в ремонт.
Предлагаемый стенд для испытания и регулировки форсунок является полностью автоматизированным, позволяет производить видео фиксацию формы факела распыла в момент впрыска топлива с последующим анализом, полученных результатов испытаний.