Способ переоборудования эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ всеядным, что особенно перспективно использовать в танковых и других дизелях военно-инженерного назначения. Переоборудование осуществляется следующим образом. Демонтируют и разбирают форсунку,нагнетательные клапаны топливного насоса. Заглушают наглухо топливный канал в штуцере корпуса форсунки, герметично прижимая конусный наконечник к конусному гнезду в штуцере гайкой. Заглушают также канал, выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель винтом с прокладкой. Затем выполняют гнездо с каналом,соединнный сверлением с надыгольной полостью. Это канал располагают диаметрально противоположно к каналу подвода топлива от нагнетательного трубопровода, а уплотнительный эластичный элемент выполняют в виде шарика или пробки, размещают и герметично прижимают в гнездо на наружной поверхности корпуса форсунки хомутом штуцера нагнетательного трубопровода,после чего проставку с обратным клапаном заменяют на проставку без обратного клапана и прижимают проставку, иглу и корпус распылителя к корпусу форсунки накидной гайкой. Затем выполняют каналы в виде пазов на сдлах выше разгрузочного пояска или на запорных органах и устанавливают разгерметизированные нагнетательные клапаны на насосные секции. После этого переоборудованную топливную систему с бездренажными форсунками монтируют на дизель.(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПЕРЕОБОРУДОВАНИЯ ЭКСПЛУАТИРУЕМОЙ ДИЗЕЛЬНОЙ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ С БЕЗДРЕНАЖНЫМИ ФОРСУНКАМИ(57) Изобретение предназначено для впрыскивания топлива в дизель. Технический результат - повышение наджности и обеспечение работоспособности эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками на всех возможных в эксплуатации режимах,осуществление проверки работоспособности бездренажной форсунки и испытаний со снятием характеристик эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками на безмоторном стенде до установки форсунок на дизель. Изобретение можно использовать на автотракторных, тепловозных, судовых, танковых и других дизелях военно-инженерного назначения. Оно позволяет работать на всех видах топлив (на дизельном и ракетном топливах, бензине и даже на газовом конденсате), т.е. дизель становится Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для впрыскивания топлива в дизель. Известна форсунка бездренажная Предпатент 17117 А . МКИ 02 61/00. Дренажсыз брккш- Форсунка бездренажная. А.К. Каракаев ПГУ им. С.Торайгырова. - 2004/099.1 Млмд.-Заявл. 28.01.2004 Жариял.- Опубл 15.03.2006 // Бюл. 2006. - 3, содержащая корпус с надыгольной полостью и с выходящим на наружную поверхность каналом, перекрытым уплотнительным эластичным элементом, выполненным в виде шарика или пробки, размещнным и герметично прижатым в гнездо на наружной поверхности корпуса хомутом штуцера нагнетательного трубопровода. Эта форсунка является основой для переоборудования прототипа. Ближайшим прототипом является эксплуатируемая дизельная топливная система с бездренажной форсункой 2. А.с. 1208293 СССР,МКИ 4 02 61/00. - 1986. Б.И. - 4. Форсунка содержит корпус, внутри которого выполнена надыгольная полость, а на наружной поверхности кольцевая канавка, которая по меньшей мере одним каналом сообщена с надыгольной полостью и в которой размещено по крайней мере одно уплотнительное эластичное кольцо,причм надыгольная полость сообщена с подыгольной полостью через обратный клапан в корпусе распылителя, что усложняет конструкцию и ухудшает наджность работы распылителя и бездренажной форсунки. Недостатком прототипа является также невозможность проверки уплотнения надыгольной полости и работоспособности бездренажной форсунки, невозможность проведения испытаний со снятием характеристик дизельной топливной системы с указанной бездренажной форсункой на безмоторном стенде, так как не предусмотрено уплотнение и проверка уплотнения надыгольной полости до установки бездренажной форсунки на дизель, что на практике выполняется до установки форсунки на дизель. Невозможно также проверить качество уплотнения бездренажной форсунки и после установки е на дизель. Кроме того,бездренажная форсунка неработоспособна из-за гидрозаклинивания иглы при работе на режимах холостого хода, малых нагрузок и частот вращения,так как, несмотря на наличие обратного клапана,линия высокого давления не разгружается в периоды между циклами впрыска топлива. Сущность изобретения заключается в следующем. Техническийрезультатповышение наджности и обеспечение работоспособности эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками на всех возможных в эксплуатации режимах,осуществление проверки работоспособности бездренажной форсунки и испытаний со снятием характеристик эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками на безмоторном стенде до установки форсунок на дизель. Техническийрезультатдостигается тем, что в способе переоборудования эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками, содержащей бездренажную форсунку с корпусом, с надыгольной полостью и с выходящим на наружную поверхность корпуса каналом,перекрытым уплотнительным эластичным элементом, проставку, иглу и корпус распылителя,прижатые к корпусу накидной гайкой, соединнные с корпусами форсунок нагнетательными трубопроводами секций топливного насоса с нагнетательными клапанами, заключающийся в том,что демонтируют и разбирают форсунку,нагнетательные клапаны топливного насоса, а затем собирают форсунку, нагнетательные клапаны топливного насоса и монтируют их на дизель,заглушают наглухо топливный канал в штуцере корпуса форсунки, герметично прижимая конусный наконечник к конусному гнезду в штуцере гайкой,заглушают также винтом с прокладкой канал,выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель, затем выполняют гнездо с каналом, соединнный сверлением с надыгольной полостью и выходящий на наружную поверхность корпуса, располагая диаметрально противоположно к каналу подвода топлива от нагнетательного трубопровода, а уплотнительный эластичный элемент выполняют в виде шарика или пробки,размещают и герметично прижимают в гнездо на наружной поверхности корпуса форсунки хомутом штуцера нагнетательного трубопровода, после чего проставку с обратным клапаном заменяют на проставку без обратного клапана и прижимают проставку, иглу и корпус распылителя к корпусу форсунки накидной гайкой и устанавливают плоские разгерметизированные нагнетательные клапаны, выполняя каналы в виде пазов на сдлах выше разгрузочного пояска или на запорных органах нагнетательных клапанов. Защищаемый способ отличается тем, что заглушают наглухо топливный канал в штуцере корпуса форсунки, герметично прижимая конусный наконечник к конусному гнезду в штуцере гайкой,заглушают также винтом с прокладкой канал,выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель, затем выполняют гнездо с каналом, соединнный сверлением с надыгольной полостью и выходящий на наружную поверхность корпуса, располагая диаметрально противоположно к каналу подвода топлива от нагнетательного трубопровода, а уплотнительный эластичный элемент выполняют в виде шарика или пробки,размещают и герметично прижимают в гнездо на наружной поверхности корпуса форсунки хомутом штуцера нагнетательного трубопровода, после чего проставку с обратным клапаном заменяют на проставку без обратного клапана и прижимают проставку, иглу и корпус распылителя к корпусу форсунки накидной гайкой и устанавливают плоские разгерметизированные нагнетательные клапаны, выполняя каналы в виде пазов на сдлах выше разгрузочного пояска или на запорных органах нагнетательных клапанов. Таким образом, совокупность существенных признаков является новой. Сравнение с другими техническими решениями в области двигателестроения не позволило выявить в них признаки,отличающие защищаемое изобретение от прототипа, т.е. техническое решение имеет изобретательский уровень. В прототипе надыгольная полость бездренажной форсунки становится замкнутой только после установки е на дизель, когда в форсуночном колодце дизеля уплотнительное эластичное кольцо деформируется. Однако до установки форсунки на двигатель дизельную топливную систему с бездренажными форсунками необходимо отрегулировать и испытать со снятием характеристик эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками,т.е. с форсунками с замкнутыми надыгольными полостями, на безмоторном стенде, так как давление в замкнутых надыгольных полостях (РНП) существенно влияет на характеристики топливной системы и на работоспособность бездренажной форсунки, топливной системы и всего дизеля. Если между впрысками не разгружать замкнутую надыгольную полость, соединяя е с линией всасывания, то наступает гидрозаклинивание иглы форсунки из-за резкого повышения РНП. В защищаемой топливной системе уплотнительный эластичный элемент выполняют в виде шарика или пробки, размещают и герметично прижимают в гнездо на наружной поверхности корпуса форсунки хомутом штуцера нагнетательного трубопровода, в результате чего надыгольная полость становится замкнутой до установки форсунки на двигатель. Следовательно,бездренажную форсунку можно проверять(и проверяется) на работоспособность и герметичность уплотнения как на дизеле, так и безмоторной установке. Можно снять и характеристики эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками на безмоторном стенде, когда РНП изменяется в зависимости от режима работы. От РНП зависит и давление начала впрыскивания топлива (РФО). Поэтому РФО определяется от суммарного действия пружины и давления топлива в замкнутой надыгольной полости. Для обеспечения повторяемости всех последующих циклов, т.е. работоспособности топливной системы дизеля с бездренажными форсунками, установлены плоские разгерметизированные нагнетательные клапаны, что разгружает надыгольную полость между впрысками. Прижатие штуцера нагнетательного трубопровода хомутом к корпусу форсунки используется американской фирмойв тонкокорпусных форсунках 3. Тонкокорпусная форсунка//Поршневые и газотурбинные двигатели Экспресс-информация, 1984.- 10.-Реф. 57. - С. 1216, рис. 1. На фиг.1 приведена схема эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками после переоборудования, на фиг.2 схема варианта плоских разгерметизированных нагнетательных клапаны без уплотнительных конусов на седле и запорном органе на фиг.3 представлен узелиз фиг.1 при собранной форсунке на фиг.4 представлен узелдо установки хомута штуцера на фиг.5 - сечение А-А из фиг.3. После переоборудования дизельная топливная система содержит бездренажную форсунку с корпусом 1,внутри которого выполнена надыгольная полость 2, проставку 3, иглу 4 и корпус распылителя 5, прижатые к корпусу 1 накидной гайкой 6. Уплотнительный эластичный элемент 7 в виде шарика или пробки герметично прижат в гнездо на наружной поверхности корпуса форсунки хомутом 8 штуцера 9 нагнетательного трубопровода 10 и перекрывает канал 11, расположенный диаметрально противоположно к каналу 12 и соединнный сверлением 13 с надыгольной полостью 2, сообщнный через зазор между иглой 4 и корпусом распылителя 5 с подыгольной полостью 14, а последняя через каналы 15-17, 12 и нагнетательный трубопровод 10 сообщна с полостью 18 штуцера 19 топливного насоса 20,снабжнного нагнетательным клапаном, состоящим из седла 21 и запорного органа 22. Полость 18 сообщена с полостью 23 между седлом и запорным органом 22 выше разгрузочного пояска 24 с помощью каналов, выполненных, по крайней мере, в виде одного паза 25 на седле 21 или в виде, по крайней мере, одного паза 26 на запорном органе 22. Полость 23 через зазор между разгрузочным пояском 24 и седлом 21, через каналы 27 между перьями 28 запорного органа и седла соединена с надплунжерной полостью 29. Седло 21 прижимается штуцером 19 через уплотнительную прокладку 30 к втулке 31 плунжера топливного насоса 20. Канал 32 заглушается винтом 33 с прокладкой 34. Проставка и распылитель с обратным клапаном, имевшие место в прототипе аннулированы, а в настоящем техническом решении предусмотрены новые проставка 3 и распылитель,образующий прецизионную пару, состоящую из иглы 4 и корпуса распылителя 5 без обратного клапана. Топливный канал в штуцере 35 форсунки заглушен наглухо конусным наконечником 36 к конусному гнезду в штуцере гайкой 37. Переоборудование осуществляется следующим образом. Демонтируют и разбирают форсунку,нагнетательные клапаны топливного насоса. Заглушают наглухо топливный канал 17 в штуцере корпуса форсунки, герметично прижимая конусный наконечник 36 к конусному гнезду в штуцере 35 гайкой 37, заглушают также канал 32, выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель винтом 33 с прокладкой 34. Затем выполняют гнездо с каналом 11, соединнный сверлением 13 с надыгольной полостью 2. При этом канал 11 располагают диаметрально противоположно к каналу 12 подвода топлива от 3 нагнетательного трубопровода 10,а уплотнительный эластичный элемент 7 выполняют в виде шарика или пробки, размещают и герметично прижимают в гнездо на наружной поверхности корпуса форсунки хомутом 8 штуцера 9 нагнетательного трубопровода 10, после чего проставку с обратным клапаном заменяют на проставку без обратного клапана и прижимают проставку, иглу и корпус распылителя к корпусу 1 форсунки накидной гайкой 6. Затем выполняют каналы в виде пазов 25 на сдлах выше разгрузочного пояска или пазов 26 на запорных органах 22 и устанавливают плоские разгерметизированные нагнетательные клапаны на насосные секции. После этого переоборудованную топливную систему с бездренажными форсунками монтируют на дизель. Гнездо для уплотнительного эластичного элемента в виде шарика или пробки выполнено глубинойи диаметром(фиг.4). После прижатия уплотнительный эластичный элемент в виде шарика 7 деформируется. Размеры гнезда(глубина и диаметр) выбираются таким образом, что степень сжатия уплотнительного эластичного элемента 7 по сечению составляет 35-60 по диаметру гнезда. Такая степень сжатия позволяет уплотнять неподвижное соединение при действии дизельного топлива, находящегося под давлением до 20 МПа. Испытания дизельной топливной системы с бездренажными форсунками показали,что давление в замкнутой надыгольной полости 2 не превышает 6 МПа. Уплотнительный эластичный элемент 7 уплотняет канал 11 и переоборудованная эксплуатируемая топливная система работает с бездренажными форсунками. Топливная система работает следующим образом. При работе насоса давление в надплунжерной полости 29 повышается. Когда оно станет больше остаточного давления в нагнетательном трубопроводе (РО), топливо через зазоры между седлом и разгрузочным пояском 24 поступает в полость 23, далее через каналы 25 на седле 21 (фиг.1) или через каналы 26 на запорном органе 22 (фиг.2) попадает в полость 18 штуцера 19,повышая давление в ней и в нагнетательном трубопроводе,т.е. происходит подпитка нагнетательного трубопровода и рабочей полости форсунки до начала подъма запорного органа. Как только усилие от давления топлива на запорный орган снизу превысит усилие от воздействия давления топлива и пружины начнт подниматься запорный орган 22. Когда разгрузочный поясок выйдет из канала гнезда, к форсунке пойдет интенсивная волна давления. Часть топлива через зазор в распылителе поступает в надыгольную полость 2, повышая давление в ней, что приводит к росту и давления начала впрыскивания топлива(РФО). Движение иглы вверх также вызывает рост давления в надыгольной полости 2. Когда давление в подыгольной полости 14 становится равным РФО,игла поднимается и топливо впрыскивается в цилиндр двигателя. В периоды между впрысками после посадки иглы 4 и запорного органа 22 4 топливо, сжатое в надыгольной полости, перетекает через зазор в распылителе в рабочую полость форсунки и далее по нагнетательному трубопроводу через каналы 25 или 26 попадает в полость 23,откуда через зазор между седлом и разгрузочным пояском поступает в надплунжерную полость 29,сообщнной с линией низкого давления. Это способствует понижению давления в надыгольной полости к началу последующего цикла впрыска и полностью устраняет гидрозаклинивание иглы, т.е. обеспечивается стабильность процесса впрыска,повышая наджность работы топливной системы и дизеля. Для проверки и регулировки форсунки выворачивают гайку 9. При создании давления в надыгольной полости порядка 0.1-0,2 МПа уплотнительный упругий эластичный элемент вытесняется из гнезда, в результате чего надыгольная полость сообщается с атмосферой, т.е. топливная система будет работать со сливом утечек топлива из форсунок. При этом игла будет нагружена только пружиной, т.е. можно проверить форсунку на РФО без учта влияния РНП. Одним из важнейших преимуществ защищаемой дизельной топливной системы является возможность испытания со снятием характеристик эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками на безмоторном стенде до установки бездренажных форсунок на дизель, так как РНП влияет не только на РФО, но и на характеристики всей топливной системы, а следовательно, и дизеля в целом, что невозможно сделать в прототипе, когда форсунка становится бездренажной только после е установки на дизель. Одновременно можно проверить герметичность уплотнения форсунок до установки их на дизель, а также на дизеле как во время установки форсунок,так и во время эксплуатации дизеля. Облегчается проверка на герметичность надыгольной полости бездренажной форсунки дизеля, причм в случае необходимости замена уплотнительного элемента упрощается и качество уплотнения находится под постоянным контролем. Защищаемое техническое решение повышает наджность работы бездренажных форсунок,топливной системы и дизеля, позволяет провести проверку работоспособности бездренажных форсунок и топливной системы как на двигателе,так и на безмоторной установке, до установки форсунок на дизель позволяет уплотнить надыгольную полость,проверить е на герметичность,снять характеристики эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками при различных РНП в зависимости от режима работы, упростить и снизить расход упругого уплотнительного эластичного элемента, т.е. защищаемое техническое решение промышленно применимо. Таким образом, защищаемый способ обладает новизной, имеет изобретательский уровень и промышленно применим в дизельных двигателях,используемых в самых различных областях человеческой деятельности, т. е. на автотракторных, 31249 тепловозных, судовых, танковых и других дизелях военно-инженерного назначения,путм переоборудования эксплуатируемой дизельной топливной системы согласно защищаемому техническому решению. Переоборудованная эксплуатируемая дизельная топливная система с бездренажными форсунками позволяет работать на всех видах топлив (на дизельном и ракетном топливах, бензине и даже на газовом конденсате),т.е. дизель становится всеядным, что особенно перспективно использовать в танковых и других дизелях военно-инженерного назначения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переоборудования эксплуатируемой дизельной топливной системы с бездренажными форсунками, содержащей бездренажную форсунку с корпусом, с надыгольной полостью и с выходящим на наружную поверхность корпуса каналом,перекрытым уплотнительным эластичным элементом, проставку, иглу и корпус распылителя,прижатые к корпусу накидной гайкой, соединнные с корпусами форсунок нагнетательными трубопроводами секции топливного насоса с нагнетательными клапанами, заключающийся в том,что демонтируют и разбирают форсунку,нагнетательные клапаны топливного насоса, а затем собирают форсунку, нагнетательные клапаны топливного насоса и монтируют их на дизель,отличающийся тем, что заглушают наглухо топливный канал в штуцере корпуса форсунки,герметично прижимая конусный наконечник к конусному гнезду в штуцере гайкой, заглушают также винтом с прокладкой канал, выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель, затем выполняют гнездо с каналом,соединнным сверлением с надыгольной полостью и выходящим на наружную поверхность корпуса,располагая диаметрально противоположно к каналу подвода топлива от нагнетательного трубопровода,а уплотнительный эластичный элемент выполняют в виде шарика или пробки, размещают и герметично прижимают в гнездо на наружной поверхности корпуса форсунки хомутом штуцера нагнетательного трубопровода,после чего проставку с обратным клапаном заменяют на проставку без обратного клапана и прижимают проставку, иглу и корпус распылителя к корпусу форсунки накидной гайкой и устанавливают плоские разгерметизированные нагнетательные клапаны, выполняя каналы в виде пазов на сдлах выше разгрузочного пояска или на запорных органах нагнетательных клапанов.