Форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливопередачи со встроенной диагностикой

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, и может использоваться в дизелях. Технический результат направлен на возможность диагностирования совместной работы топливного насоса высокого давления и форсунки, проверки работоспособности клапана шарикового типа на работающем дизеле, на различных режимах его работы. Форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи со встроенной диагностикой содержит корпус, пружину, толкатель, проставку, распылитель форсунки с запорной иглой, клапан шарикового типа, установленный в проставке. На поверхности проставки, прилегающей к распылителю, выполнена кольцевая канавка, соединяющая канал подвода топлива к распылителю с полостью корпуса форсунки через клапан шарикового типа. В проставке дополнительно установлен герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон) и постоянный магнит, которым является шарик клапана. Геркон входит в электрическую цепь вместе с постоянным источником тока и контрольной лампой. В топливоподводящем канале форсунки установлена мембрана с наклеенным тензодатчиком, соединенным электрической цепью с постоянным источником тока, усилителем сигнала и осциллографом. 2 ил.

 

Изобретение относится к области двигателестроения и, в частности, может использоваться в дизелях.

Известна форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи в цилиндр двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №2168055, МПК F02M 61/00 от 21.05.2001 г.), содержащая корпус, пружину, толкатель, проставку, распылитель форсунки с запорной иглой, клапан шарикового типа, установленный в проставке, и на поверхности проставки, прилегающей к распылителю, выполнена кольцевая канавка, соединяющая канал подвода топлива к распылителю с полостью корпуса форсунки через клапан шарикового типа.

Указанная конструкция форсунки является наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому устройству и выбрана в качестве прототипа.

Однако известная форсунка не обладает возможностью диагностирования совместной работы топливного насоса высокого давления и форсунки, а также диагностирования работы самой форсунки, то есть не возможно определение давления начала подъема иглы форсунки, максимального давления впрыскивания топлива, нарастание и падение давления при впрыскивании, остаточное давление топлива в каналах форсунки, работоспособность клапана шарикового типа.

Неисправности отдельных элементов форсунки не фиксируются при работе двигателя, что может привести к отказу форсунки в работе, ухудшению мощностных и экономических показателей дизеля, ухудшению его пусковых качеств.

Технический результат направлен на возможность диагностирования совместной работы топливного насоса высокого давления и форсунки, проверки работоспособности клапана шарикового типа на работающем дизеле, на различных режимах его работы, без снятия форсунки.

Технический результат достигается тем, что форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи со встроенной диагностикой, содержащая корпус, пружину, толкатель, проставку, распылитель форсунки с запорной иглой, клапан шарикового типа, установленный в проставке, и на поверхности проставки, прилегающей к распылителю, выполнена кольцевая канавка, соединяющая канал подвода топлива к распылителю с полостью корпуса форсунки через клапан шарикового типа, при этом в проставке дополнительно установлен герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон) и постоянный магнит, которым является шарик клапана, причем геркон входит в электрическую цепь вместе с постоянным источником тока и контрольной лампой, а в топливоподводящем канале форсунки установлена мембрана с наклеенным тензодатчиком, соединенным электрической цепью с постоянным источником тока, усилителем сигнала и осциллографом.

Отличительным признаком от прототипа является то, что в проставке дополнительно установлен герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон) и постоянный магнит, которым является шарик клапана, причем геркон входит в электрическую цепь вместе с постоянным источником тока и контрольной лампой, а в топливоподводящем канале форсунки установлена мембрана с наклеенным тезодатчиком, соединенным электрической цепью с постоянным источником тока, усилителем сигнала и осциллографом.

Применение герметизированного магнитоуправляемого контакта (геркона) обеспечивает возможность постоянного контроля за работоспособностью клапана шарикового типа с выводом контрольной лампы на панель приборов автомобиля. Установка в топливоподводящем канале мембраны с тензодатчиком, изменяющим величину сопротивления при ее деформации, позволяет производить диагностику совместной работы топливного насоса высокого давления и форсунки, а также диагностику работы самой форсунки с выводом данных на экран регистрирующего прибора, например осциллографа, в виде кривой впрыска.

На фиг.1 представлена форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи со встроенной диагностикой.

На фиг.2 представлен график зависимости давления топлива в форсунке и подъема ее иглы от поворота кулачкового вала.

Форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи содержит: корпус 1, гайку распылителя 2, распылитель 3 с иглой 4, проставку 5, штангу 6, пружину иглы 7, регулировочный винт 8, стопорный винт 9, клапан шарикового типа 14 и колпак.

Гайка распылителя 2 предназначена для соединения распылителя 3 с корпусом форсунки, а проставка 5 - для фиксации распылителя 3 относительно корпуса 1 форсунки.

В корпусе 1 форсунки выполнен топливоподводящий канал 11, который соединен через кольцевую канавку с установленным в проставке клапаном шарикового типа 14, служащий для отвода топлива, просачивающегося по зазору между иглой 4 и распылителем 3 в полость 13 размещения пружины 7. В проставке 5 вместе с клапаном шарикового типа 14 устанавливается герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон) 15 и постоянный магнит, которым является шарик клапана 16, предназначенный для контроля работы клапана шарикового типа 14 и соединенный электрической цепью с постоянным источником тока и контрольной лампой на панели приборов автомобиля.

В топливоподводящем канале 11 на мембране 19 устанавливается тензодатчик 18, изменяющий величину сопротивления при ее деформации, вследствие давления топлива в канале 11, позволяющий регистрировать на экране осциллографа давление подъема нагнетательного клапана, начала подъема иглы форсунки, максимального подъема иглы, снижение давления, вплоть до отсечки подачи топлива, что будет соответствовать концу впрыска. Тензодатчик соединен электрической цепью с постоянным источником тока, усилителем сигнала и осциллографом. Такое конструктивное решение позволяет диагностировать работу форсунки на работающем двигателе без ее снятия.

Геркон, так же как и тензодатчик, питается от автомобильного аккумулятора 24 В с выводом показаний на панель приборов автомобиля по электрическим цепям: аккумуляторная батарея, геркон, контрольная лампа и аккумуляторная батарея, тензодатчик, усилитель сигнала и осциллограф.

Форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи со встроенной диагностикой работают следующим образом.

При подаче топлива секцией топливного насоса высокого давления в топливоподводящий канал 11 корпуса 1 форсунки топливо движется по этому каналу к распылителю 3. Происходит нарастание давления в топливоподводящем канале, что соответствует отклонению установленной в нем мембраны, а следовательно, изменению сопротивления тензодатчика 18 и начала регистрации давления на экране осциллографа 21, точка 1 (кривая I), фиг.2, (кривая II) соответствует подъему иглы форсунки. Когда давление в канале 11 достигает значения, при котором преодолевается усилие затяжки пружины иглы форсунки, игла отрывается от своего гнезда в распылителе и начинается впрыск, точка 2. При максимальном давлении, соответствующем максимальному изменению сопротивления тензодатчика, точка 5 фиксируется максимальный подъем иглы, далее падение давления до посадки иглы, точка 6, и отсечки давления в надплунжерном пространстве в топливном насосе высокого давления. Вследствие чего на экране осциллографа высвечивается кривая давления впрыска, в зависимости от угла поворота кулачкового вала за период подачи топлива в цилиндр двигателя. Тем самым обеспечивается возможность диагностики работы форсунки на работающем двигателе.

В момент прекращения подачи топлива давление в кармане распылителя резко падает и запорная игла форсунки 4 под действием силы предварительного сжатия пружины 7 и дополнительно давления топлива, воздействующего на торцевую поверхность запорной иглы форсунки 4, и толкателя садится в седло, обеспечивая более крутой задний фронт характеристики впрыскивания. Одновременно с этим через клапан шарикового типа 14 давление выше заданного остаточного, величина которого определяется жесткостью пружины 17 клапана 14, дросселирует из полости корпуса 13 форсунки в топливоподводящую магистраль 11. В момент преодоления сопротивления пружины 17 и прохождения намагниченного шарика 16 клапана 14 мимо герметизированного магнитоуправляемого контакта 15 (геркона) замыкается электрическая цепь, в которую включены: аккумуляторная батарея, геркон и контрольная лампа, выведенная на панель приборов автомобиля, свечение которой будет свидетельствовать о дросселировании топлива в топливоподводящий канал 11. С окончанием прохождения топлива через клапан 14 шарик 16 под действием пружины 17 садится в седло, размыкая контакты геркона 15.

Таким образом тензодатчик, установленный на мембране в топливоподводящем канале 11, обеспечивает возможность получения кривой давления впрыска на экране осциллографа, в зависимости от угла поворота кулачкового вала за период подачи, а следовательно, диагностику совместной работы топливного насоса высокого давления и форсунки на работающем двигателе. Установка герметизированного магнитоуправляемого контакта (геркона) в проставку и замена шарика клапана шарикового типа на магнит дает возможность диагностики работы клапана шарикового типа, а следовательно, и работоспособности форсунки в целом.

Предлагаемая конструкция обеспечивает диагностирование совместной работы топливного насоса высокого давления и самой форсунки на работающем двигателе, без ее снятия.

Источники информации

1. П.М.Белов, В.Р.Бурячко, Е.И.Акатов. Двигатели армейских машин. Часть первая. Теория. - М.: Воениздат, 1971 г. - 512 стр.

2. Датчики электрических и неэлектрических величин. Часть 3. - Рязань, 1982 г. - 70 стр.

Форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи со встроенной диагностикой, содержащая корпус, пружину, толкатель, проставку, распылитель форсунки с запорной иглой, клапан шарикового типа, установленный в проставке, и на поверхности проставки, прилегающей к распылителю, выполнена кольцевая канавка, соединяющая канал подвода топлива к распылителю с полостью корпуса форсунки через клапан шарикового типа, отличающаяся тем, что в проставке дополнительно установлен герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон) и постоянный магнит, которым является шарик клапана, причем геркон входит в электрическую цепь вместе с постоянным источником тока и контрольной лампой, а в топливоподводящем канале форсунки установлена мембрана с наклеенным тензодатчиком, соединенным электрической цепью с постоянным источником тока, усилителем сигнала и осциллографом.