СЪЕМНИК ТОПЛИВНОЙ ФОРСУНКИ

Съемник топливной форсунки.
Полезная модель относится к ручному инструменту для облегчения извлечения топливных форсунок из места посадки. Прежде всего, инструмент по данной полезной модели предназначен для облегчения извлечения топливной форсунки из посадочного гнезда в головке цилиндров двигателя внутреннего сгорания, преимущественно, дизельного двигателя.
В процессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания приходится периодически извлекать топливную форсунку из гнезда в головке цилиндров двигателя в целях обслуживания, ремонта или замены. Процесс по извлечению форсунки из головки цилиндров связан с различными трудностями, неудобствами для осуществляющего его оператора. Особенно это проявляется при использовании систем подачи топлива с электроуправляемыми форсунками (например, форсунок с электромагнитным клапаном) вследствие конструктивных особенностей как самой форсунки (отсутствуют места, за которые ее можно захватить и извлечь, а также отсутствуют в верхней зоне форсунки резьбовые отверстия для дренажа), так и особенностей компоновки деталей в головке цилиндров, которые мешают ее извлекать. Такая компоновка прежде всего характерна для дизельных двигателей, где форсунки подают топливо непосредственно в камеру сгорания и расположены в головке цилиндров между впускным и выпускным клапанами. Например, так расположены форсунки в двигателях ЯМ3-536, ЯМ3-650 и ЯМ3-6565. При применении съемников для снятия форсунок в таких конструкциях существенно ограничено пространство, доступное для позиционирования съемника и зацепления форсунки.
Из уровня техники известен съемник топливной форсунки (патент США US 5014409 «Fuel injector puller», публ. 14.05.1991), который можно принять за прототип. Снятие форсунки из гнезда в головке цилиндров таким съемником происходит по принципу рычага. Съемник топливной форсунки по патенту US 5014409 предназначен для съема детали из места посадки, а преимущественно, для извлечения топливной форсунки из посадочного гнезда головки цилиндров двигателя внутреннего сгорания, имеющей вблизи топливной форсунки выступающие части. Съемник содержит верхнюю часть-ручку, выполненную прямой, нижнюю часть для зацепления топливной форсунки, и среднюю часть, соединяющую ручку и нижнюю часть. Нижняя часть выполнена предпочтительно из металлической полосовой заготовки и имеет фронтальную и тыльную стороны. Также нижняя часть имеет полукруглый вырез, по бокам которого примыкают параллельные пальцы. Полукруглый вырез предназначен для охвата корпуса топливной форсунки, а пальцы - для зацепления фланца топливной форсунки, выступающего за габариты корпуса топливной форсунки.
Средняя часть также выполнена из металлической полосовой заготовки, имеет фронтальную и тыльную стороны, а также три дугообразных изгиба. При этом первый дугообразный изгиб вогнут с фронтальной стороны средней части и расположен смежно с полукруглым вырезом. Тыльная сторона средней части на первом изгибе служит опорой, чтобы контактировать с головкой цилиндров и создать центр вращения, вокруг которого поворачивается съемник, поднимая форсунку из головки цилиндров. Второй дугообразный изгиб вогнут с фронтальной стороны и соединен с первым изгибом, за счет чего фронтальная сторона первого изгиба не зацепляет верх топливной форсунки, когда нижний участок зацепляет фланец топливной форсунки, а тыльная сторона второго изгиба не контактирует с возвышающейся частью головки цилиндров прежде чем форсунка не вытянута из двигателя. Третий изгиб вогнут с тыльной стороны и соединяет второй изгиб с ручкой.
При использовании приспособление входит своим плоским захватным нижним участком параллельно головке и охватывает корпус форсунки пальцами полукруглого выреза, зацепляя фланец форсунки. Съемник поворачивают, при этом дугообразный участок служит в качестве опоры, и форсунка вытягивается из стакана.
Такой съемник достаточно прост по конструкции. Однако он имеет ограничения по универсальности применения, так как для форсунок разного диаметра понадобится изготовление индивидуальных съемников. Также такая конструкция не приспособлена для снятия топливной форсунки за скобу ее крепления к головке цилиндров и для форсунок, у которых отсутствует диаметральный фланец, а также в случае если форсунка установлена между парами впускных и выпускных клапанов двигателя. Кроме того из-за особенностей конструкции такого съемника, обусловленной технологией его изготовления соотношение геометрических размеров по ширине и толщине будет характеризоваться существенным преобладанием ширины, что также является фактором, затрудняющим манипулирование таким инструментом в условиях ограниченного межклапанного пространства на головке цилиндров, заполненного вблизи форсунки различными выступающими элементами (бобышками, проводами и т.п.).
Таким образом, существует потребность в универсальном, простом, малогабаритном инструменте, который может быть вставлен внизу между парами клапанов двигателя для зацепления форсунки или скобы ее крепления и плавного снятия топливной форсунки из посадочного отверстия без повреждения форсунки.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель является создание ручного инструмента (съемника), облегчающего снятие топливных форсунок из посадочных стаканов головки блока цилиндров двигателей внутреннего сгорания, адаптированного для удобного манипулирования между клапанами механизма газораспределения, где размещена форсунка и при этом:
- простого по конструкции и в использовании без повреждения топливной форсунки или каких-либо смежных деталей двигателя;
- не требующего при использовании дополнительных приспособлений;
- несложного в изготовлении.
Данная задача решается за счет того, что съемник топливной форсунки содержит
верхнюю часть, служащую в качестве ручки для приложения усилия оператором,
носовую часть, имеющую верхнюю и нижнюю поверхности,
и среднюю часть, соединяющую верхнюю и нижнюю части съемника и имеющую заднюю поверхность, и согласно полезной модели отличается тем, что
верхняя и нижняя поверхности носовой части съемника расположены под углом друг к другу с образованием кончика съемника для зацепления топливной форсунки или скобы крепления топливной форсунки,
а профиль задней поверхности средней части съемника выполнен в виде двух дугообразных изгибов, обращенных выпуклостью в тыльную сторону съемника, первый из которых расположен смежно с нижней часть съемника, а второй плавно соединяет первый дугообразный изгиб и верхнюю часть съемника,
причем упомянутые дугообразные изгибы обеспечивают в положении съемника, соответствующем зацеплению форсунки или скобы ее крепления кончиком носовой части, контакт задней поверхности средней части съемника и головки цилиндров с образование опоры вращения съемника.
Для упрощения конструкции, технологии изготовления, а также расширения универсальности съемника верхняя и нижняя поверхности носового участка выполнены плоскими и пересекающимися под углом от 25 до 30 град, а предпочтительно 27 град.
Также для упрощения конструкции и технологии съемника первый и второй изгиб профиля тыльной поверхности средней части съемника выполнены в виде дуг окружностей разного радиуса.
Кроме того, съемник может быть изготовлен из заготовки круглого поперечного сечения, ось которой по конфигурации повторяет профиль тыльной поверхности съемника.
На Фиг. 1 изображен вид сбоку съемника топливной форсунки согласно полезной модели.
На Фиг. 2 изображен вид А на Фиг. 1 - спереди (с фронтальной стороны) - съемника топливной форсунки согласно полезной модели.
На Фиг. 3 показан схематически съемник топливной форсунки согласно полезной модели, зацепляющий корпус форсунки за паз корпуса топливной форсунки, установленной в головку блока цилиндров двигателя. Стрелкой указано направление приложения усилия и вращения съемника при извлечении форсунки из посадочного стакана в головке блока цилиндров.
Для более ясного понимания ниже по тексту термины: «передние», «задние», «левые», «правые», «верхние», «нижние» направления или части съемника означают соответственно «передние», «задние», «левые», «правые», «верхние», «нижние» направления или части съемника относительно его положения, как он изображен на фиг. 1.
Для удобства отслеживания позиций элементов съемника на фигурах, номера позиций, первый раз упомянутые по ходу текста взяты в скобки.
Съемник (1) в соответствии с настоящей полезной моделью представляет собой единую монолитную плоскую деталь дугообразного контура, использование которого основано на принципе рычага. (см. Фиг. 1).
На Фиг. 1 и 2 показан предпочтительный вариант реализации полезной модели. Съемник 1 имеет две боковые параллельные между собой плоские поверхности - грани (2), переднюю поверхность (3), расположенную с фронтальной стороны (4) и заднюю поверхность (5), расположенную с тыльной стороны (6).
Съемник 1 содержит три функциональные части: нижнюю (носовую) часть (7), имеющую верхнюю (8) и нижнюю (9) поверхности; среднюю часть (10) имеющую переднюю (11) и заднюю (12) поверхности; верхнюю часть (13), имеющую переднюю (14) и заднюю (15) поверхности. Поверхности 8, 11 и 14 формируют (составляют) поверхность 3 съемника 1, являясь ее составными участками. Соответственно поверхности 9, 12 и 15 формируют поверхность 5 съемника 1, являясь ее составными участками. Верхняя часть 13 съемника 1 представляет собой прямой участок с осью (16) и служит в качестве ручки для приложения усилия оператором при извлечении форсунки (17) из посадочного гнезда в головке цилиндров (18).
Носовая часть 7 находится внизу съемника и имеет плоские поверхности: верхнюю 8 и нижнюю 9. Поверхности 8 и 9 расположены соответственно под углами (19) и (20) к передней поверхности 14 (или к оси 16) ручки 9, т.е. под углом друг к другу с образованием кончика съемника (21). Носовой частью 7 съемник 1 подводится к скобе крепления (на фигурах не показана) топливной форсунки 16 или к самой топливной форсунке в месте удобного подцепления ее кончиком 21 (например, за технологический паз на корпусе форсунки). (см. Фиг. 3).
Средняя часть 10 съемника соединяет ручку 13 и носовую часть 7.
Профиль задней поверхности 12 средней части 10 съемника 1 образован двумя смежными дугообразными изгибами (22) и (23), обращенными выпуклостью в тыльную сторону 6. Дугообразные изгибы 22 и 23 выполнены таким образом, что при подцеплении форсунки 17 (или скобы крепления форсунки к головке 18) кончиком 21 обеспечивается возможность контакта задней поверхности 12 хотя бы одного из них с головкой цилиндров или выступами на ней и создания опоры вращения съемника 1. Первый дугообразный изгиб 22, имеющий радиус кривизны (24) расположен смежно с носовой частью 7. Задняя поверхность 12 средней части 10 съемника на первом дугообразном изгибе 22 может контактировать с головкой цилиндров или выступами на ней. Второй дугообразный изгиб 23 профиля задней поверхности 12 средней части 10 имеет радиус кривизны (25) и располагается над первым дугообразным изгибом 22, плавно соединяя его с верхней частью-ручкой 13. Задняя поверхность 12 средней части 10 съемника на втором дугообразном изгибе 23 также может контактировать с головкой цилиндров или выступами на ней. Таким образом, в положении съемника, соответствующем зацеплению форсунки (или скобы ее крепления) обеспечивается центр (опора) вращения, за счет чего съемник может поворачиваться оператором, приподнимая находящийся в контакте с корпусом форсунки (или скобой ее крепления) кончик 21 и отрывая форсунку 17 из посадочного гнезда головки цилиндра 18.
Углы 19 и 20 и радиусы дуг окружностей 24 и 25 подбираются исходя из особенностей конструкции головки цилиндров, форсунки, ее крепежа и т.д. Например, для двигателей ЯМЗ подобранные оптимальные количественные значения углов составляют: угол 19 равным 76°, а угол 20 равным 123°, и соответственно угол, образованный между поверхностями 8 и 9 составит 27°. Значения радиусов соответственно: радиус 24 равным 30 мм и радиус 25 равным 140 мм.
Профиль передней поверхности 11 средней части 10 съемника выполнен в виде дуги окружности, соединяющей верхнюю поверхность 8 носовой части 7 съемника и переднюю поверхность 14 ручки 9. Радиус этой дуги (на фигурах не обозначен) определяет ширину средней части 10 съемника 1 и подбирается минимальным (насколько возможно допускают требования, предъявляемые к конструкции съемника). В конкретном приведенном варианте конструкции съемника он составляет 122 мм.
Съемник предпочтительно можно изготовить из металлического листового проката, например, с использованием технологии лазерной резки и последующей дообработкой. Конкретно использовался лист толщиной 6 мм.
Использование съемника для облегчения извлечения топливной форсунки из гнезда в головке цилиндров двигателя осуществляется следующим образом (см. Фиг. 3). Кончик 21 носовой части 7 съемника подводят (устанавливают) в паз на корпусе форсунки 17 или под скобу крепления (на фигурах не показана) форсунки 17. При этом заднюю поверхность 12 средней части 10 съемника на участке второго дугообразного изгиба 23 опирают на какой-либо близлежащий выступ (при его наличии) в головке цилиндров (например, прилив, болт для крепления головки к блоку и т.п.). Далее оператор прилагает усилие к ручке 13 и осуществляет поворот съемника 1 в направлении стрелки, а в качестве опоры вращения съемника (т.е. точки опоры рычага) служит упомянутый выступ на головке цилиндров. При этом точка опоры рычага съемника 1 может смещаться (скользить) вдоль задней поверхности 12. Кончик 21 съемника поднимается вверх, а верхняя поверхность 8 носовой части 7 в области кончика 21 воздействует на верхнюю кромку (рабочую поверхность) упомянутого паза форсунки 17, отрывая форсунку 17 от посадочного стакана головки цилиндров 18. Возможно, что при подцеплении кончиком 21 паза или скобы крепления форсунки 17 задняя поверхность 12 средней части 10 съемника входит в контакт с головкой цилиндров 18 (или выступами на головке цилиндров) на участке первого дугообразного изгиба 22. В этом случае опора вращения (точка опоры рычага) создается на участке первого дугообразного изгиба 22.
Следует заметить, что хотя описанный вариант конструктивного исполнения полезной модели представляет собой плоскую деталь, полученную при помощи лазерной резки заготовки из листового проката, возможно использовать и другие способы изготовления съемника, например, из заготовки круглого поперечного сечения, ось которой по конфигурации повторяет профиль задней поверхности 5 съемника 1.