Стенд для діагностики і відновлення паливних насосів високого тиску (пнвт) дизельних двигунів внутрішнього згоряння (двз)

1. Стенд для діагностики і відновлення паливних насосів високого тиску (ПНВТ) дизельних двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ), що містить раму (1), на якій встановлені електродвигун (2), муфта (3) для з'єднання вала електродвигуна (2) з діагностованим і відновлюваним паливним насосом високого тиску (ПНВТ) (4), змонтованим на опорі (5), паливний бак (6), що містить дизельне паливо (ДП) і сполучений з ПНВТ (4) трубопроводом (7) подачі, приймач (8) ДП зі встановленими в ньому форсунками (9), сполученими з ПНВТ (4) трубопроводами (10) нагнітання ДП, а з баком (6) трубопроводами (11) повернення ДП, діагностичний блок (12), сполучений з форсунками (9), насос (13) підкачки ДП з бака (6) в ПНВТ (4), встановлений в лінії трубопроводу (7) подачі, перетворювач (14) частоти електродвигуна (2), тахометр (15) для вимірювання числа обертів вала електродвигуна (2), і блок управління (БУ) (16), який відрізняється тим, що стенд додатково містить механізм (17) безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ (4), кінематично пов'язаний з важелем (18) ПНВТ (4), бак (6) з ДП додатково містить дозовану кількість композиційного ремонтно-відновного три U 2 (19) 1 3 RU, Илясов А. И., RU) МПК: F02M65/00; 10.03.2008, найбільш близький аналог -прототип] [1]. Діагностичний блок виконаний у вигляді мірного блоку з мірними циліндрами і стаканами. Стакани в мірному блоці вмонтовані горизонтально. Установку випробовуваних ПНВТ проводять на віброізоляторах. ПНВТ сполучають електродвигуном через муфту і підключають трубопроводами нагнітання ДП до форсунок приймача ДП. Приймач ДП сполучають з баком ДП за допомогою трубопроводу повернення ДП. Після цього включають насос підкачки і перетворювач частоти електродвигуна. Встановлюють частоту відповідно до таблиць вимірів, і число циклів вимірів. Після закінчення останніх проводять оцінку якості роботи випробовуваного ПНВТ по кількості ДП, поданого кожним плунжером ПНВТ відповідно до таблиці, і по трубопроводах високого тиску від плунжера ПНВТ. ДП поступає від плунжера ПНВТ у форсунку мірного блоку, через який впирскується в стакан, з якого паливо піднімається по трубопроводу до електрогідророзподільника. За відсутності напруги на електромагніті, що керує, ДП через електрогідророзподільник зливається в бак. При команді "Вимір" подається напруга, золотник електрогідророзподільника перемикається і ДП із стакана поступає в мірний циліндр. Після припинення виміру напругу з електрогідророзподільника знімають, і паливо йде в бак, і цикл повторюють. Відомий стенд [1] проводить діагностику, але не забезпечує відновлення зношених плунжерных пар ПНВТ дизельних ДВЗ. Широко відомо, що експлуатація дизельних ДВЗ супроводжується частковим зносом плунжерных пар ПНВТ. В цьому випадку дизельний ДВЗ не запускається «на гарячу», тобто коли температура дизельного палива, унаслідок роботи плунжерных пар і загального прогрівання ДВЗ, досягає 50-60 °С. Відбувається це тому, що при збільшенні температури ДП збільшуються зазори в плунжерных парах ПНВТ і знижується в'язкість ДП. Тому при стартовій швидкості обертання вала ПНВТ, яка складає 90 об/хв., плунжерна пара не забезпечує тиск, необхідний для відкриття форсунки. Для запуску двигуна, в таких випадках, проводять охолоджування ПНВТ (поливають холодною водою або використовують вуглекислотний вогнегасник) або запускають двигун «з буксира». На практиці відновлення зношених плунжерных пар ПНВТ, як правило, вимагає розбирання, нерідко заміни зношених деталей і обов'язкового регулювання на спеціальних стендах, що збільшує терміни і вимагає значних матеріальних витрат на двохстадійну діагностику і відновлення ПНВТ дизельних ДВЗ. 49423 4 Технічною задачею, на вирішення якої направлена корисна модель, є удосконалення конструкції стенду діагностики паливних насосів (ПНВТ) дизельних двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ) шляхом введення в ДП компонентів для самоорганізуючих покриттів на зношених поверхнях плунжерних пар в процесі діагностики, а також шляхом введення до складу стенду додаткового устаткування, зокрема: засобу кутового переміщення плунжерів для регулювання тиску нагнітання ДП у форсунки і включення до складу діагностичного блоку додаткового засобу для здійснення контролю тиску відкриття форсунок. Технічний результат, який досягається при рішенні поставленої технічної задачі і використанні вдосконаленого стенду, полягає в забезпеченні відновлення зношених поверхонь плунжерных пар ПНВТ дизельних ДВЗ в процесі їх діагностики на одному вдосконаленому стенді, що суттєво скорочує терміни і матеріальні витрати на діагностику і відновлення ПНВТ дизельних ДВЗ. Поставлена технічна задача вирішується, а технічний результат досягається тим, що в стенді для діагностики паливних насосів високого тиску (ПНВТ) дизельних двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ), що містить раму, на якій встановлені електродвигун, муфта для з'єднання вала електродвигуна з діагностуємим і відновлюваним паливним насосом високого тиску (ПНВТ), змонтованим на опорі, паливний бак, що містить дизельне паливо (ДП) і сполучений з ПНВТ трубопроводом подачі, приймач ДП зі встановленими в нім форсунками, сполученими з ПНВТ трубопроводами нагнітання ДП, а з баком - трубопроводами повернення ДП, діагностичний блок, сполучений з форсунками, насос підкачки ДП з бака в ПНВТ, встановлений в лінії трубопроводу подачі, перетворювач частоти електродвигуна, тахометр для вимірювання числа обертів вала електродвигуна, і блок управління (БУ), згідно корисної моделі, стенд додатково містить механізм безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ, кінематично пов'язаний з важелем ПНВТ, бак з ДП додатково містить дозовану кількість композиційного ремонтно-відновного триботехничного складу, а діагностичний блок містить індикатор тиску, вибірково сполучений трубопроводом відведення ДП з трубопроводом нагнітання ДП в одну з форсунок. У зв'язку з тим, що стенд додатково містить механізм безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ, кінематично пов'язаний з важелем ПНВТ, забезпечується регулювання тиску нагнітання ДП у форсунки. За рахунок того, що бак з ДП додатково містить дозовану кількість композиційного ремонтновідновного триботехнічного складу, забезпечується їх сумісне прокачування через ПНВТ, внаслідок чого відбувається самоорганізуюче покриття на зношених поверхнях і відновлення плунжерных пар в процесі діагностики ПНВТ. Завдяки тому, що діагностичний блок містить індикатор тиску, вибірково сполучений трубопроводом відведення ДП з трубопроводом нагнітання ДП в одну з форсунок, забезпечується контроль тиску відкриття форсунок. 5 Приведені удосконалення дозволяють забезпечити відновлення зношених поверхонь плунжерных пар ПНВТ дизельних ДВЗ в процесі їх діагностики на одному вдосконаленому стенді, що суттєво скорочує терміни і матеріальні витрати на діагностику і відновлення ПНВТ дизельних ДВЗ. Вдосконалений стенд має і додаткові відмінності, які розвивають і/або уточнюють вище приведену сукупність головних ознак корисної моделі, ознаками, що характеризують її лише в окремих випадках виконання, модифікації і використання і створюють додатковий технічний результат. До додаткових відмінностей корисної моделі відносяться наступні ознаки. Механізм безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ містить електродвигун, кінематично зв'язаний через знижуючий редуктор, кривошип кривошипного механізму, телескопічну тягу і шарнір з важелем ПНВТ, внаслідок чого плунжери ПНВТ здійснюють кутові переміщення спільно з важелем, що приводиться в рух кривошипом кривошипного механізму, що обертається. Кривошип кривошипного механізму безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ встановлений з можливістю зміни відстані (R) від місця (А) його установки до осі (О) обертання кривошипного механізму, що дозволяє змінювати радіус (R) обертання кривошипа кривошипного механізму, а також змінювати хід (t) телескопічної тяги і кут ( ) повороту важеля і плунжерів ПНВТ для зміни тиску нагнітання ДП плунжерами ПНВТ у форсунки. У баку з ДП встановлений тепловий електронагрівальний елемент (ТЕН), що дозволяє здійснювати підігрів ДП до заданої температури запуску дизельного ДВЗ. У баку з ДП встановлена мішалка, внаслідок чого досягається ефективне перемішування дозованої кількості композиційного ремонтновідновного триботехнічного складу з ДП. У лінії трубопроводу подачі ДП в ПНВТ встановлений фільтр для ефективного очищення суміші композиційного ремонтно-відновного трибо технічного складу з ДП. На рамі додатково встановлена ємність з композиційним ремонтно-відновним триботехнічним складом, забезпечена дозатором, що забезпечує дозоване введення композиційного ремонтновідновного триботехнічного складу в ДП в баку. Надалі корисна модель пояснюється прикладом її здійснення з посиланнями на креслення, що додаються. На фіг. 1 зображена схема стенду для діагностики і відновлення паливних насосів високого тиску (ПНВТ) дизельних двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ). На фіг. 2 зображена схема механізму безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ стенду для діагностики і відновлення паливних насосів високого тиску (ПНВТ) дизельних двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ). Стенд для діагностики і відновлення паливних насосів високого тиску (ПНВТ) дизельних двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ) містить (фіг. 1, 2) раму 1, (фіг. 1) на якій встановлені електродвигун 49423 6 2, муфта 3 для з'єднання вала електродвигуна 2 з паливним діагностуємим і відновлюваним насосом високого тиску (ПНВТ) 4, змонтованим на опорі 5, паливний бак 6, що містить дизельне паливо (ДП) і сполучений з ПНВТ 4 трубопроводом 7 подачи, приймач 8 ДП зі встановленими в нім форсунками 9, сполученими з ПНВТ 4 трубопроводами 10 нагнітання ДП, а з баком 6 - трубопроводами 11 повернення ДП, діагностичний блок 12, сполучений з форсунками 9, насос 13 підкачки ДП з бака 6 в ПНВТ 4, встановлений в лінії трубопроводу 7 подач, перетворювач 14 частот електродвигуна 2, тахометр 15 для вимірювання числа обертів вала електродвигуна 2, і блок управління (БУ) 16. Особливістю стенду є те, що він додатково містить механізм 17 безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ 4, кінематично пов'язаний з важелем 18 ПНВТ 4, бак 6 з ДП додатково містить дозовану кількість композиційного ремонтно-відновного триботехнічного складу, а діагностичний блок 12 містить індикатор 19 тиску, вибірково сполучений трубопроводом 20 відведення ДП з трубопроводом 10 нагнітання ДП в одну з форсунок 9. Приведені удосконалення дозволяють забезпечити відновлення зношених поверхонь плунжерных пар ПНВТ 4 дизельних ДВЗ в процесі їх діагностики на одному вдосконаленому стенді, що суттєво скорочує терміни і матеріальні витрати на одночасну діагностику і відновлення ПНВТ дизельних ДВЗ. Механізм 17 (фіг. 2) безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ 4 містить електродвигун 21, кінематично зв'язаний через знижуючий редуктор 22, кривошип 23 кривошипні механізми 24, телескопічну тягу 25 і шарнір 26 з важелем 18 ПНВТ 4, внаслідок чого плунжери ПНВТ 4 здійснюють кутові переміщення спільно з важелем 18, що приводиться в рух кривошипом 23 кривошипного механізму 24, що обертається. Кривошип 23 кривошипного механізму 24 механізму 17 безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ 4 встановлений з можливістю зміни відстані (R) від місця (А) його установки до осі (О) обертання кривошипного механізму 24, що дозволяє змінювати радіус (R) обертання кривошипа 23 кривошипного механізму 24, а також змінювати хід (t) телескопічної тяги 25 і кут ( ) повороту важеля 18 і плунжерів ПНВТ 4 для зміни тиску нагнітання ДП плунжерами ПНВТ 4 у форсунки 9. У баку 6 з ДП (фіг. 1) встановлений тепловий електронагрівальний елемент (ТЕН) 27, що дозволяє здійснювати підігрів ДП до заданої температури запуску дизельного ДВЗ. У баку 6 з ДП також встановлена мішалка 28, внаслідок чого досягається ефективне перемішування дозованої кількості композиційного ремонтно-відновного триботехнічного складу з ДП. У лінії трубопроводу 7 подачи ДП в ПНВТ 4 встановлений фільтр 29 для ефективного очищення суміші композиційного ремонтно-відновного триботехнчного складу з ДП. На рамі 1 додатково встановлена ємність 30 з композиційним ремонтно-відновним триботехніч 7 ним складом, забезпечена дозатором 31, що забезпечує дозоване введення композиційного ремонтно-відновного триботехнічного складу в ДП в баку 6. Працює стенд таким чином. ПНВТ 4 дизельного ДВЗ, що підлягає діагностиці і відновленню, монтують на опорі 5 стенду. Вал ПНВТ 4 за допомогою муфти 3 кінематично сполучають 3 з валом електродвигуна 2. Вихідні канали плунжерів ПНВТ 4 за допомогою трубопроводів 10 нагнітання ДП гідравлічно сполучають з форсунками 9 приймача 8 ДП. Важіль 26 ПНВТ 4 за допомогою шарніра 25 сполучають з механізмом 17 безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ 4, який містить кінематично зв'язані між собою електродвигун 20, знижуючий редуктор 21, кривошипний механізм 23, кривошип 22, встановлений з можливістю зміни відстані (R) від місця (А) його установки до осі (О) обертання кривошипного механізму 23, і телескопічну тягу 24 для з'єднання з шарніром 25 важеля 26 ПНВТ 4. У бак 6 з ДП уручну або з ємкості 30 через дозатор 31 завантажують дозовану кількість композиційного ремонтно-відновного триботехнічного складу, який за допомогою мішалки 28 перемішують з ДП і підігрівають за допомогою теплового електронагрівального елементу (ТЕН) 27 до заданої температури. ДП, в яке введений ремонтно-відновний склад, за допомогою насоса 13 підкачки і фільтр 29 подають на вхід ПНВТ 4, який приводиться в рух через муфту 3 валом електродвигуна 2. Число обертів вала електродвигуна 2 регулюють за допомогою перетворювача 14 частот і контролюють за допомогою тахометра 15. При запуску електродвигуна 2 плунжерні пари ПНВТ 4 нагнітають ДП по трубопроводах 17 нагнітання у форсунки 9, через які воно поступає в приймач 8 ДП. Тиск нагнітання і відкриття форсунок 9 контролюють індикатором 19 тиску, який вибірково сполучають (приєднують) трубопроводом 20 відведення ДП з трубопроводом 10 нагнітання ДП однієї з форсунок 9. Потім ДП з приймача 8 ДП по трубопроводу 11 повернення поступає назад в бак 6. Відновлення зношених плунжерных пар ПНВТ 4 виконують на високій швидкості обертання вала ПНВТ 4. Діагностику плунжерных пар ПНВТ 4 виконують при номінальній стартовій швидкості обертання вала ПНВТ 4, наприклад при 90 об/хв., і нижче. Вал електродвигуна 2 конструктивно має змінну швидкість обертання, наприклад вал синхронного електродвигуна, або для зміни частоти його обертання електродвигун 2 має перетворювач 14 частот. Для забезпечення відновлення всієї робочої поверхні плунжерных пар ПНВТ 4 за допомогою механізму 14 безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ 4 здійснюють зміну подачі ДП за принципом дії педалі акселератора дизельного ДВЗ. 49423 8 При включенні електродвигуна 20 обертання його вала через знижуючий редуктор 21, передається кривошипному механізму 23 і за допомогою кривошипа 22 перетворюється в поворотно поступальне переміщення телескопічної штанги 24, яка через шарнір 25 забезпечує безперервне кутове переміщення важеля 26 і плунжерів ПНВТ фактично за принципом дії педалі акселератора дизельного ДВЗ. У зв'язку з тим, що кривошип 23 кривошипного механізму 24 механізму 17 безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ 4 встановлений з можливістю зміни відстані (R) від місця (А) його установки до осі (О) обертання кривошипного механізму 24, це дозволяє змінювати радіус (R) обертання кривошипа 23 кривошипного механізму 24, а також змінювати хід (t) телескопічної тяги 25 і кут ( ) повороту важеля 18 і плунжерів ПНВТ 4 для зміни кількості і тиску нагнітання ДП плунжерами ПНВТ 4 у форсунки 9. Взаємодіючи з парами тертя - плунжерными парами ПНВТ 4 композиційний ремонтновідновний триботехнічний склад, що міститься в ДП, частково реагує з поверхнями, що труться, плунжерных парах ПНВТ 4 утворюючи тонкий шар покриття, тим самим, зменшуючи зазори в згаданих плунжерных парах. Діагностику ПНВТ 4 проводять при температурі ДП, при якій дизельний ДВЗ не запускався в результаті надмірного зносу плунжерных пар ПНВТ 4, наприклад, при температурі, рівній 60-70 °С, яку підтримують за допомогою теплового електронагрівального елементу (ТЕН) 27. Управління роботою стенду здійснюється за допомогою блоку управління (БУ) 16. Процес відновлення вважається закінченим, коли форсунки 9 відкриваються на 10-15 % нижче за стартову швидкість обертання валу ПНВТ 4, тобто при швидкості обертання вала ПНВТ 4, рівної приблизно 76-81 об/хв., і при температурі ДП, яка вище на 10-15 %, чим температура прогрівання його на працюючому дизельному ДВЗ, тобто при температурі ДП, рівній приблизно 55-69 °С. Приведені відомості підтверджують можливість промислового використання запропонованого стенду для діагностики і відновлення паливних насосів високого тиску (ПНВТ) дизельних двигунів внутрішнього згорання (ДВЗ), який може знайти широке застосування при сервісному обслуговуванні ПНВТ дизельних ДВЗ. Перелік позначень 1. Рама 2. Електродвигун 3. Муфта 4. Паливний насос високого тиску (ПНВТ) 5. Опора ПНВТ 6. Бак з дизельним паливом (ДП) 7. Трубопровід подачі ДП з бака в ПНВТ 8. Приймач ДП 9. Форсунки дизельного двигуна внутрішнього згорання (ДВЗ), встановлені в приймачі ДП 10. Трубопроводи нагнітання ДП ПНВТ у форсунки 11. Трубопровід повернення ДП з приймача в бак 9 49423 12. Діагностичний блок 13. Насос підкачки ДП з бака в ПНВТ 14. Перетворювач частоти електродвигуна 2 15. Тахометр 16. Блок управління (БУ) 17. Механізм безперервного кутового переміщення плунжерів ПНВТ 18. Важіль ПНВТ 19. Індикатор тиску 20. Трубопровід відведення ДП до індикатора тиску від трубопроводу нагнітання ДП, що веде до форсунки 21. Електродвигун Комп’ютерна верстка І.Скворцова 10 22. Знижуючий редуктор 23. Кривошип 24. Кривошипний механізм 25. Телескопічна тяга 26. Шарнір 27. Тепловий електронагрівальний елемент (ТЕН) 28. Мішалка 29. Фільтр 30. Ємність з композиційним ремонтновідновним триботехнічним складом, що знаходиться в баку для його дозованого введення в ДП 31.Дозатор Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601