Устройство для определения характеристики впрыскивания

Полезная модель относится к области испытания топливоподающей аппаратуры дизельных двигателей, и может быть использовано для оценки их технического состояния.
В качестве прототипа выбрано устройство для исследования закона подачи топлива в системах питания дизелей (Специализированное устройство для исследования закона подачи топлива в системах питания дизелей. Неговора А.В., Низамутдинов А.И., Хакимов Р.Т. Научно-технический журнал «Технико-технологические проблемы сервиса». 2014. №3 (29). С. 11-13), состоящее из корпуса и установленной в нем с прецизионным зазором подвижной внутренней обоймы. По внешней поверхности внутренней обоймы выполнена спиральная канавка, которая образует с корпусом длинную, закрученную в спираль линию высокого давления. Приемный штуцер с помощью четырех болтов соединен с корпусом и предназначен для подключения адаптеров соответствующих форсунок, что позволяет впрыскивать технологическую жидкость в устройство по касательной. В начале и конце спиральной канавки установлены два тензометрических датчика давления, которые регистрируют изменение давления. С двух торцевых сторон устройство герметично закрывается крышками. На сливном штуцере устанавливается клапанный регулятор давления для создания противодавления впрыскивания топлива.
Недостатком прототипа является низкая точность оценки характеристики впрыскивания, связанная с наличием перетекания топлива между витками спиральной канавки, обусловленного технологическим зазором между подвижной внутренней обоймой и корпусом устройства.
Цель полезной модели - обеспечение герметичности спиральной канавки для повышения точности оценки характеристики впрыскивания.
Указанная цель достигается тем, что коническая посадка внутренней обоймы в корпусе устройства технологически выполнена без зазора для обеспечения их плотного прилегания по всей поверхности и исключения перетекания топлива между витками спиральной канавки.
На фиг. 1 представлена схема стенда для испытания топливной аппаратуры дизелей с установленным на нем устройством для оценки характеристики впрыскивания топлива форсункой дизельного двигателя, на фиг. 2 - схема устройства для оценки характеристики впрыскивания топлива.
Устройство для оценки характеристики впрыскивания топлива форсункой дизельного двигателя содержит корпус 1 и установленную в нем внутреннюю обойму 2, по внешней поверхности которой выполнена спиральная канавка 3, образующая с корпусом длинную спиральную канавку высокого давления, приемный штуцер 4 для подключения испытуемых форсунок 5, два тензометрических датчика 6, 7 давления в начале и конце спиральной канавки 3, связанные через аналого-цифровой преобразователь 8 с компьютером 9 для записи и обработки полученных сигналов с датчиков 6, 7 давления, крышки корпуса 10,11, редукционный клапан 12, соединительные трубопроводы 13, линию высокого давления 14, топливный насос высокого давления 15 (ТНВД), стенд 16. Внутренняя обойма 2 имеет форму усеченного конуса и неподвижно установлена в конусное отверстием корпуса 1, идентичное профилю внутренней обоймы 2. Коническая посадка внутренней обоймы 2 в корпусе 1 устройства технологически выполнена без зазора для обеспечения их плотного прилегания по всей поверхности и исключения перетекания топлива между витками спиральной канавки. Отсутствие в устройстве подвижных деталей, перемещаемых при измерении, снижает погрешности, связанные с утечками топлива и инерционностью деталей.
Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии компьютер 9 с установленной программой управления процессом оценки характеристики подачи и обработки данных и аналого-цифровой преобразователь 8 включены и настроены. Испытываемая форсунка 4 устанавливается в приемный штуцер 5. При этом внутренняя полость устройства и линий высокого давления 14 заполнены топливом.
По команде оператора компьютер 9 устанавливает готовность аналого-цифрового преобразователя 8 к началу преобразования и генерирует управляющие сигналы для изменения параметров. При подаче топлива ТНВД 15 к форсунке 5 по линий высокого давления 14 осуществляется впрыск топлива в спиральную канавку 3. Впрыскиваемое топливо вызывает появление волны давления, распространяющейся в спиральной канавке 3. При этом изменение давления в начале спиральной канавки 3 фиксируется первым датчиком 6 давления в виде кривой давления. Затем появившаяся при впрыскивании топлива волна давления направляется по спиральной канавке 3 ко второму датчику 7 давления, которая фиксирует изменение давления. Снятые сигналы с обоих датчиков 6 и 7 поступают через аналогово-цифровой преобразователь 8 в компьютер 9 для их записи и обработки. Полученные данные обрабатываются заложенной программой, а результаты выводятся на компьютере 9. Топливо через редукционный клапан 12 сливается обратно в стенд 16 по соединительному трубопроводу 13.
Длина спиральной канавки выбирается исходя из условия отсутствия наложения на характеристику впрыскивания отраженных волн. При этом обеспечивается чтобы зрительно и автоматической обработкой осциллограмм первый импульс (полезный сигнал, отражающий характеристику впрыскивания) четко отделялся от второго (отраженного от конца) и последующих затухающих импульсов. По тем же причинам спиральная канавка не должна иметь никаких неоднородностей (сужений, расширений, зазубрин, газовых пузырьков), способных вызвать "шумы" - отражение волн положительного или отрицательного знака.
з
где К - коэффициент запаса;
α - скорость распространения звука;
впр
t - продолжительность впрыскивания.
Применение второго датчика давления позволяет определять скорость распространения звука непосредственно в спиральной канавке, чем обеспечивается высокая точность оценки характеристики подачи топлива. Учитывая расстояние между датчиками и время достижения волны давления до второго датчика, блок управления определяет скорость распространения волны давления для корректировки площади под кривой давления снимаемой с первого датчика. Для снижения искажения формы сигнала обратной волной давления при измерении последующих впрысков эффективное проходное сечение редукционного клапана изменяется в зависимости от величины цикловой подачи.
Полезная модель позволяет существенно повысить точность полученных характеристик впрыскивания топлива форсунками дизелей и обеспечить мгновенную оценку характеристики впрыскивания топлива форсункой дизельного двигателя в широком диапазоне частоты впрыскивания и количественного измерения.