СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАСЛЯНЫХ ФОРСУНОК

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к стендам и устройствам для испытания систем и узлов двигателя.
В форсированных двигателях внутреннего сгорания часто применяют охлаждение поршней с помощью так называемых масляных форсунок - устройств для подачи масла из системы смазки к днищу или во внутреннюю полость поршня. К таким форсункам предъявляются специальные требования, в частности - обеспечение заданного количества масла, непосредственно попадающего в заданную зону днища или в полость поршня.
Известно устройство для испытания системы охлаждения поршня, в котором выполнение форсункой требования о попадании достаточного количества масла в заданную часть поршня оценивается визуально посредством наблюдения за потоками масла (А.С. 424033, опубл. 15.04.1974. Бюл. №14). По известному решению, устройство включает подвижные и неподвижные детали, а также поршень, выполненный из оптически прозрачного материала.
К недостаткам известного решения относится невозможность количественной оценки соответствия форсунки охлаждения поршня установленным требованиям.
Известно устройство для испытания системы охлаждения поршня, в котором обеспечивается раздельный замер количества масла как попавшего в заданную часть поршня, так и не попавшую в нее (А.С. 890100, опубл. 15.12.1981. Бюл. №46). Известное решение включает корпус, выполненный из подвижной и неподвижной частей с установленным в неподвижной части кривошипно-шатунным механизмом, направляющие, подвижную оправку с поршнем. Оправку с поршнем охватывает маслосборник, состоящий из двух частей, связанных каждая со своим баком, причем одна часть охватывает форсунку охлаждения поршня, а вторая часть расположена со стороны выходного отверстия из полости поршня, охлаждаемой маслом. Баки также снабжены каждый отдельными весами. При работе известного устройства происходит подача форсункой охлаждения поршня масла в полость поршня. Отдельные для каждой части маслосборника весы позволяют выполнять измерение массы масла как попавшего в охлаждаемую полость поршня, так и не попавшего туда.
К недостаткам известного решения относится его высокая сложность, связанная с насыщенностью конструкции механизмами и измерительными приборами.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели - является стенд для испытания форсунок, включающий приемную камеру с расположенными с одной стороны испытуемой форсункой и с другой стороны - пробоотборником (А.С. SU 1153187, опубл. 30.04.1985. Бюл. №16). В известном решении ось форсунки расположена вертикально, а в приемной камере, соосно форсунке и пробоотборнику, размещен газопроницаемый экран. Это, с одной стороны, обеспечивает поступление в пробоотборник только капель жидкости, генерируемых в данный момент форсункой, а, с другой стороны, существенно упрощает конструкцию устройства, за счет исключения из нее дополнительных баков, весов, трубопроводов и т.п.
2
К недостаткам известного решения относится низкая точность при испытании форсунок, работающих при малых давлениях, например, форсунок охлаждения поршня. Если у топливных форсунок давление начала впрыска составляет не менее 250 кг/см, у форсунок охлаждения поршня его величина примерно в 25-35 раз меньше. Поэтому формирование струи распыляемой жидкости в топливных форсунках в меньшей степени зависит от направления впрыска - от силы тяжести. Формирование струи при впрыске форсунками охлаждения поршня происходит при меньшем давлении и, соответственно, при большем влиянии на траекторию струи силы тяжести. Поэтому при использовании известного решения для испытания форсунок охлаждения поршня могут быть получены некорректные результаты: за счет влияния силы тяжести в мишень попадет все поданное форсункой масло, включая то, которое, в реальных условиях двигателя, в заданную часть поршня не попадает.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение недостатков прототипа - создание стенда для испытания масляных форсунок систем охлаждения поршня.
Поставленная техническая задача решается за счет совокупного применения следующих конструктивных решений:
- горизонтального расположения испытуемой форсунки на стенде,
- применения двух кольцевых мишеней, последовательно расположенных на заданных расстояниях от испытуемой форсунки.
Новизной в стенде для испытания масляных форсунок, предлагаемом в качестве настоящей полезной модели, является совмещение горизонтального расположения масляной форсунки при испытаниях и применение для количественной оценки соответствия масляной форсунки заданным требованиям двух кольцевых мишеней, последовательно расположенных от нее на заданных расстояниях.
Указанные признаки является новыми, существенным и промышленно выполнимыми и направлены на решение поставленной полезной моделью технической задачи.
Конструкция стенда для испытания масляных форсунок, предлагаемая в соответствии с заявляемой полезной моделью, поясняется чертежом (фиг. 1) и включает приемную камеру с основанием 1, передней стенкой 2, перегородкой 3 и задней стенкой 4, коллектор 5 и пробоотборник 6.
В передней стенке 2 предусмотрено место для установки масляной форсунки 7.
Перегородка 3 расположена относительно масляной форсунки 7 на расстоянии, равном расстоянию от масляной форсунки 7, при ее установке в двигатель (на фиг.1 не показан), до места на поршне, куда должно быть подано масло, при нахождении поршня в нижней мертвой точке.
Задняя стенка 4 расположена относительно масляной форсунки 7 в положении «Б» - на расстоянии, равном расстоянию от масляной форсунки 7, при ее установке в двигатель (на фиг. не показан), до места на поршне, куда должно быть подано масло, при нахождении поршня в верхней мертвой точке.
Таким образом, расстояние между стенками 3 и 4 равно полному ходу поршня, который при работе двигателя требуется охлаждать с помощью масляной форсунки 7.
В стенках 3 и 4 выполнены круглые отверстия 31 и 41, соответственно. Отверстия 31 и 41 имеют равные диаметры, выполнены соосно друг другу и представляют собой мишени, куда должен попасть струя 8 масла или технологической жидкости, имитирующей масло (далее - жидкости).
К задней стенке 4 с наружной стороны приемной камеры прикреплен коллектор 5, выполненный в виде детали трубчатой формы с внутренним каналом 51. Канал 51, по крайней мере, в месте прилегания коллектора 5 к задней стенке 4 имеет диаметр, равный диаметру отверстия 41 и расположен соосно отверстию 41.
Под коллектором 5 расположен пробоотборник 6. Пробоотборник 6 может быть выполнен в виде мерной емкости и иметь градуированную шкалу.
Предлагаемый в качестве настоящей полезной модели стенд для испытания масляных форсунок работает следующим образом.
Масляную форсунку 7 устанавливают и закрепляют в передней стенке 2 приемной камеры. Способ и устройство закрепления масляной форсунки 7 могут быть любыми, известными из уровня техники и соответствующими ее конструктивным особенностям.
Подают к масляной форсунке 7 жидкость.
При впрыске струя 8 жидкости развивается в направлении стенок 3 и 4.
За счет того, что развитие струи 8 происходит в направлении не сверху вниз, а по горизонтали, часть жидкости может не попасть в мишени 31 и 41. Это может произойти, например, при несоответствии фактического давления подачи заданному: при этом струя 8, имеющая меньшую кинетическую энергии, чем требуется, не долетит до одной или обеих мишеней, или под действием силы тяжести будет полностью или частично отклонена от одной или обеих мишеней. Кроме того, несоответствие формы сопла форсунки 7 заданной форме может привести к развитию вместо струи 8 факела с углом раскрытия, при котором через мишени 31 и 41 пройдет количество жидкости, меньшее заданного.
Таким образом, горизонтальное расположение оси масляной форсунки 7 при испытаниях повышает точность испытаний, так как позволяет выявить случаи несоответствий при изготовлении деталей масляной форсунки 7.
Струя 8 жидкости, прошедшая через мишень 41, попадает в коллектор 5, откуда по каналу 51 стекает в пробоотборник 6. После завершения испытаний может быть проведено определение количества жидкости в пробоотборнике 6 объемным или весовым способом в зависимости от того, в каких единицах оно регламентировано в нормативной документации на масляную форсунку.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение точности при испытаниях масляных форсунок систем охлаждения поршня.