Способ переоборудования эксплуатируемой дизельной топливной системы с бессливными форсунками

(51) 02 61/00 (2006.01) 02 57/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ нагнетательные клапаны топливного насоса. Заглушают канал 32, 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 и выходящий на наружную поверхность штуцера, а уплотнительный эластичный элемент, выполненный в виде шарика или пробки или изготовленный в виде кольца, герметично прижимают к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной поверхности штуцера внутренней цилиндрической поверхностью удлиннной гайки 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 устанавливают на насосные секции плоские разгерметизированные нагнетательные клапаны,выполняя каналы в виде пазов на сдлах выше разгрузочного пояска или на запорных органах нагнетательных клапанов. После этого переоборудованную топливную систему с бессливными 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 БЕССЛИВНЫМИ ФОРСУНКАМИ(57) Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для впрыскивания топлива в дизель. Технический результат - повышение наджности и обеспечение работоспособности эксплуатируемой дизельной топливной системы с бессливными форсунками на всех возможных режимах,осуществление проверки работоспособности форсунки и испытаний со снятием характеристик эксплуатируемой дизельной топливной системы с бессливными форсунками на безмоторном стенде до установки форсунок на дизель. Переоборудование осуществляется следующим образом. Демонтируют и разбирают форсунку, 31253 Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для впрыскивания топлива в дизель. Известна форсунка бессливная 1. Предпатент 17115 А К. МКИ 02 61/00. йылмайтын брккш - Форсунка бессливная. А.К.Каракаев ПГУ им. С.Торайгырова. - 2004/097.1 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. Канал от надыгольной полости выведен на наружную поверхность штуцера, а уплотнительный эластичный элемент прижат к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на верхней части корпуса внутренней цилиндрической поверхностью удлиннной законтренной фигурной гайки,причм уплотнительный эластичный элемент выполнен в виде шарика или пробки и размещн в гнезде на наружной поверхности штуцера или изготовлен в виде кольца и одет на кольцевую проточку штуцера. Эта форсунка 1 является основой для переоборудования прототипа. Ближайшим прототипом является эксплуатируемая топливная система с бессливной 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 бессливной форсунки. Недостатком прототипа является также невозможность проверки уплотнения надыгольной полости и работоспособности бессливной форсунки,невозможность проведения испытаний со снятием характеристик топливной системы с указанной бессливной форсункой на безмоторном стенде, так как не предусмотрено уплотнение и проверка уплотнения надыгольной полости до установки бессливной форсунки на дизель, что на практике выполняется до установки форсунки на двигатель. Невозможно также проверить качество уплотнения бессливной форсунки и после установки е на двигатель. Кроме того, бессливная 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. Технический результат - повышение наджности и обеспечение работоспособности эксплуатируемой дизельной топливной системы с бессливными форсунками на всех возможных в эксплуатации режимах,осуществление проверки 2 работоспособности бессливной форсунки и испытаний со снятием характеристик эксплуатируемой дизельной топливной системы с бессливными форсунками на безмоторном стенде до установки форсунок на дизель. Техническийрезультатдостигается тем, что в способе переоборудования эксплуатируемой дизельной топливной системы с бессливными форсунками, содержащей бессливную форсунку с корпусом, выполненным как его продолжение штуцером для нагнетательного трубопровода, 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, заглушают винтом с прокладкой канал, выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель, затем уменьшают диаметр верхней части корпуса, куда выводят канал от надыгольной полости, а уплотнительный эластичный элемент, выполненный в виде шарика или пробки или изготовленный в виде кольца, герметично прижимают к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной поверхности этой верхней части корпуса внутренней цилиндрической поверхностью удлиннной законтренной фигурной гайки,вврнутой в штуцер форсунки, 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 винтом с прокладкой канал, выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель, затем уменьшают диаметр верхней части корпуса, куда выводят канал от надыгольной полости, а уплотнительный эластичный элемент,выполненный в виде шарика или пробки или изготовленный в виде кольца, герметично прижимают к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной поверхности этой верхней части корпуса внутренней цилиндрической поверхностью удлиннной законтренной фигурной гайки, вврнутой в штуцер форсунки, 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 аналогами, прототипом и 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 бессливной форсунки становится замкнутой только после установки е на дизель, когда в форсуночном колодце дизеля уплотнительное эластичное кольцо деформируется. Однако до установки форсунки на двигатель топливную систему с бессливными форсунками необходимо отрегулировать и испытать со снятием характеристик эксплуатируемой топливной системы с бессливными 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 бессливной 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 герметично прижат к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной поверхности штуцера внутренней цилиндрической поверхностью удлиннной законтренной фигурной гайки, в результате чего надыгольная полость становится замкнутой до установки форсунки на двигатель, причм уплотнительный эластичный элемент может быть упрощн и выполнен в виде шарика или пробки. Следовательно, бессливную форсунку можно проверять (и проверяется) на работоспособность и герметичность уплотнения как на дизеле, так и безмоторной установке. Можно снять и характеристики эксплуатируемой топливной системы с бессливными 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 дизельного двигателя с форсунками без слива утечек топлива,установлены плоские разгерметизированные нагнетательные клапаны,что разгружает надыгольную полость между впрысками. Для обеспечения повторяемости всех последующих циклов, т.е. работоспособности топливной системы с бессливными форсунками,устанавливают плоские разгерметизированные нагнетательные клапаны,что разгружает надыгольную форсунки полость между впрысками. Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1-6. На фиг.1 приведена схема эксплуатируемой топливной системы с бессливными форсунками после переоборудования, на фиг.2 - уменьшенная верхняя часть корпуса форсунки, куда выведен канал от надыгольной полости с уплотнительным эластичным элементом, выполненным в виде шарика, герметично прижатым к каналу в гнезде на наружной поверхности этой верхней части корпуса внутренней цилиндрической поверхностью удлиннной законтренной фигурной гайки,вврнутой в штуцер форсунки на фиг.3 - схема варианта плоского разгерметизированного нагнетательного клапана на фиг.4 представлен узелна фиг.1 при собранной форсунке на фиг.5 представлено сечение А-А на фиг.2 на фиг.6 представлены узлыидо прижатия уплотнительного эластичного элемента. После переоборудования топливная система содержит бессливную 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. На наружной поверхности штуцера 7 выполнена кольцевая канавка глубинойи шириной , в которой размещн уплотнительный эластичный элемент в виде кольца 8, прижатого внутренней поверхностью удлиннной законтренной фигурной гайки 9. К штуцеру 7 присоединн нагнетательный трубопровод 10. Уплотнительный эластичный элемент может быть выполнен в виде шарика 11 или пробки. Тогда гнездо для элемента выполняется глубинойи диаметром(фиг.2, фиг.5). Уплотнительный эластичный элемент перекрывает канал 12, соединнный сверлением 13 с надыгольной полостью 2, сообщнная через зазор между иглой 4 и корпусом распылителя 5 с подыгольной полостью 14, а последняя через каналы 15-17, нагнетательный трубопровод 10 сообщн 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 выше разгрузочного пояска 24 с помощью каналов, выполненных, по крайней мере, в виде одного паза 25 на седле 5 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. 3 Переоборудование осуществляется следующим образом. Демонтируют и разбирают форсунку,нагнетательные клапаны топливного насоса. Заглушают 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 12, соединнный сверлением 13 с надыгольной полостью 2 и выходящий на наружную поверхность штуцера 7, а уплотнительный эластичный элемент 8, выполненный в виде шарика или пробки или изготовленный в виде кольца,герметично прижимают к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной поверхности штуцера внутренней поверхностью удлиннной законтренной фигурной гайки 9. 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 устанавливают плоские разгерметизированные нагнетательные клапаны, выполняя каналы в виде пазов 25 на сдлах выше разгрузочного пояска или в виде пазов 26 на запорных органах 22 и устанавливают плоские разгерметизированные нагнетательные клапаны на насосные секции. После этого переоборудованную топливную систему с бессливными форсунками монтируют на дизель. После прижатия уплотнительный эластичный элемент в виде кольца 8 или шарика 11 деформируется. Размеры кольцевой канавки(глубина и ширина) или гнезда (глубина и диаметр) выбраны таким образом, что степень сжатия уплотнительных эластичных элементов 8 или 11 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 топливной системы с бессливными форсунками показали, что давление в замкнутой надыгольной полости 2 не превышает 6 МПа. Уплотнительные эластичные элементы 8 или 11 уплотняют канал 12 и переоборудованная эксплуатируемая топливная система работает с бессливными 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 запорного органа 22 поступает в полость 23, далее через каналы 25 на седле 21 (фиг.1) или через каналы 26 на запорном органе 22 (фиг.3) 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 на запорного органа 22. Как только усилие от давления топлива на запорный орган 22 снизу превысит усилие от воздействия давления топлива и пружины начнет подниматься запорный орган 22. Когда разгрузочный поясок выйдет из канала гнезда, к 4 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 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 24 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 топливной системы является возможность испытания со снятием характеристик эксплуатируемой топливной системы с бессливными форсунками на безмоторном стенде до установки бессливных 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 бессливной 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 двигателя. Облегчается проверка на герметичность надыгольной полости бессливной форсунки, причм в случае необходимости замена уплотнительного элемента упрощается и качество уплотнения находится под постоянным контролем. Следует отметить,что упрощается уплотнительный элемент, а в случае применения шарикового уплотнительного элемента снижается расход материала на производство упругого уплотнительного эластичного элемента с одновременным упрощением гнезда для шарика. Защищаемое техническое решение повышает наджность работы бессливных форсунок,топливной системы и дизеля, позволяет провести проверку работоспособности бессливных 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 бессливными 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,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 бессливными форсунками позволяет работать на всех видах топлив (на дизельном и ракетном топливах, бензине и даже на газовом конденсате),т.е. дизельный двигатель становится всеядным, что особенно перспективно использовать в танковых и других дизелях военно-инженерного назначения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переоборудования эксплуатируемой дизельной топливной системы с бессливными форсунками, содержащей бессливную форсунку с корпусом, выполненным как продолжение корпуса штуцером для нагнетательного трубопровода, 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 винтом с прокладкой канал, выходящий на наружную поверхность корпуса и находящийся в форсуночном колодце при установке форсунки на дизель, затем уменьшают диаметр верхней части корпуса, куда выводят канал от надыгольной полости, а уплотнительный эластичный элемент,выполненный в виде шарика или пробки или изготовленный в виде кольца, герметично прижимают к каналу в гнезде или к кольцевой проточке на наружной поверхности этой верхней части корпуса внутренней цилиндрической поверхностью удлиннной законтренной фигурной гайки, вврнутой в штуцер форсунки, 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.