Способ восстановления производительности электромагнитных форсунок двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для восстановления характеристик электромагнитных форсунок систем инжекции двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине. Изобретение позволяет восстановить мощностные и экономические показатели двигателя. В способе восстановления производительности электромагнитных форсунок двигателей внутреннего сгорания путем обеспечения контакта промывочной жидкости с внутренними полостями форсунок с одновременным воздействием на промывочную жидкость сигналов с определенной частотой и очисткой форсунок на данном режиме определенное время через форсунки подают промывочную жидкость под давлением и на катушки форсунок периодически подают импульсы с определенной частотой при фиксированной величине напряжения, чем осуществляют вибрацию иглы клапана, а затем определяют производительность и неравномерность подачи стандартного топлива по форсункам 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в автосервисных центрах для восстановления характеристик электромагнитных форсунок систем инжекции двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине.

Известен способ восстановления производительности электромагнитных форсунок двигателей внутреннего сгорания, заключающийся в опускании нижней части форсунки в ультразвуковую ванну, включение внешнего источника ультразвука, выдержке форсунки на данном режиме определенное время, выемке форсунок из ультразвуковой ванны (см. рекламный лист фирмы Акватекс тел [phone], сертификат №РОСС RU.ME61.B00931; а также Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Глав. Ред. И.П. Голямина. - М.: Советская энциклопедия. - 1979. - 400 с.).

Недостатком данного способа является то, что игла форсунки остается закрытой и очищается только наружная поверхность форсунки и выступающая часть иглы, при этом внутренние полости форсунки не подвергаются очистке, и характеристики впрыскивания топлива практически не восстанавливаются.

За прототип принимается способ восстановления производительности электромагнитных форсунок двигателей внутреннего сгорания путем обеспечения контакта промывочной жидкости с внутренними полостями форсунок и одновременным воздействием на промывочную жидкость сигналов с определенной частотой. При этом через полости форсунок не происходит принудительного прокачивания промывочной жидкости. Нижнюю часть форсунок помещают в промывочный раствор ультразвуковой ванны. Корпуса форсунок закрепляют и подключают электрические разъемы катушек. Затем подают напряжение на открытие игл клапанов форсунок и включают генератор ультразвука. После окончания промывки отключают напряжение на катушки форсунок, что приводит к закрытию игл клапанов форсунок и выключают генератор ультразвука (див. рекламный листок фирмы NEW AGE INTERNATIONAL EXPORT, 2 KOALA COURT GEELONG VIG AUST 3219, тел. [phone], Copyring 1998, А.С. № 002986316).

Недостатком данного способа является то, что во время обработки ультразвуком при открытой игле клапана верхние полости форсунок не заполнены промывочной жидкостью и не подвергаются очистке, и после этой операции производительность впрыскивания топлива восстанавливается не полностью.

Под воздействием ультразвука загрязняющие частицы в ванне находятся в промывочной жидкости во взвешенном состоянии, что приводит к попаданию их обратно в полости форсунок.

Из-за отсутствия специальных приспособлений, применяемых обычно для очистки отверстий, ультразвуковые возмущения гасятся в узких внутренних полостях, не обеспечивая надежной очистки полостей.

Кроме того, вероятно разрушение прецизионного сопряжения игла-седло под воздействием кавитации, генерируемой ультразвуковым воздействием, что может привести к выходу форсунок из строя (Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Глав. Ред. И.П.Голямина. - М.: Советская энциклопедия. - 1979. - С.154).

Использование ультразвуковых приборов требует применения дополнительного оборудования и выполнения специальных санитарно-гигиенических требований.

Техническим результатом изобретения является восстановление мощностных и экономических показателей двигателя.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе восстановления производительности электромагнитных форсунок двигателей внутреннего сгорания путем обеспечения контакта промывочной жидкости с внутренними полостями форсунок с одновременным воздействием на промывочную жидкость сигналов с определенной частотой и очисткой форсунок на данном режиме определенное время, согласно изобретению, через форсунки подают промывочную жидкость под давлением и на катушки форсунок периодически подают импульсы с определенной частотой при фиксированной величине напряжения, чем осуществляют вибрацию иглы клапана, а затем определяют производительность и неравномерность подачи стандартного топлива по форсункам.

Допускается перед промывкой форсунок определять производительность и неравномерность подачи стандартного топлива по форсункам.

При частоте от 50 до 300 Гц напряжение находится в диапазоне от 5 до 24 В. Время подачи импульса составляет от 1 до 3 секунд, а время между импульсами от 5 до 15 секунд. Промывочную жидкость в форсунки подают под давлением от 0,03 до 0,1 МПа. В форсунку, не восстановившую необходимую производительность, подают промывочную жидкость в направлении, противоположном протоку через нее топлива.

Отличительной особенностью заявляемого способа, относительно ранее известных, является то, что промывочная жидкость поступает ко всем внутренним полостями форсунки, исключено вредное ультразвуковое воздействие, отсутствует дополнительный генератор колебаний. Подобраны оптимальные по расходу промывочной жидкости давления промывочной жидкости перед форсунками.

Известен способ очистки поверхности от отложений из топлив путем промывки полостей топливопроводов горячим моющим раствором (см. Бабусенко С.М. Ремонт тракторов и автомобилей. - 3-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1987. - С.222). В то же время известно гидроэрозионная очистка поверхностей под воздействием сигналов с определенной частотой.

Комбинация этих способов позволяет эффективно устранять отложения во внутренних полостях электромагнитных форсунок.

Подача через форсунки промывочной жидкости под давлением и формирование на катушках форсунок периодических импульсов с определенной частотой при фиксированной величине напряжения обеспечивает вибрацию иглы клапана, что осуществляет гарантированную очистку внутренних полостей форсунок разных типов при различных условиях загрязнения.

Определение производительности и неравномерности подачи стандартного топлива по форсункам выявляет их техническое состояние. Определение этих параметров до очистки форсунок позволяет выявить эффективность очистки форсунок.

При времени подачи импульса от 1 до 3 секунды (t₂) и времени между импульсами от 5 до 15 (t₁) секунд обеспечивается минимальный расход промывочной жидкости при наибольшей эффективности для разных типов форсунок.

Создание давления промывочной жидкости на входе в форсунку от 0,03 до 0,1 МПа обеспечивает перемещение иглы форсунки на оптимальных частотах, превышающих эту величину при работе форсунок на двигателе.

При неудовлетворительной очистке одной из форсунок, не обеспечивающей необходимую производительность и неравномерность подачи топлива, подают промывочную жидкость в направлении, противоположном протоку через нее топлива, что обеспечивает изменение условий очистки и приводит к удалению загрязняющих части, оставшихся во входном фильтре форсунки.

Способ осуществляется следующим образом.

К форсункам подключают емкость со стандартным топливом и производится проверка производительности и неравномерности подачи топлива по форсункам.

Затем к форсункам подключают емкость с промывочной жидкостью, находящейся под давлением от 0,03 до 0,1 МПа. При подаче на катушку напряжения от 5 до 24 В с частотой от 50 до 300 Гц происходит открытие иглы форсунки и обеспечивается колебание иглы в течение импульса от 1 до 3 секунд. Это вызывает гидроэрозионные явления, которые приводят к очистке внутренних полостей форсунок от загрязнений. Затем прекращают подачу напряжения, иголка форсунки закрывается и происходит растворение продуктов загрязнения в полостях форсунок, которое продолжается от 5 до 15 секунд. Затем цикл воспроизводится. Общее время очистки составляет порядка 35 минут. Далее проводят проверку производительности и неравномерности подачи топлива форсунками, и если данные показатели удовлетворяют техническим требованиям, промывку прекращают, если нет, то промывку осуществляют повторно. Допускается проведение очистки форсунок промывочной жидкостью в направлении, противоположном протоку через нее топлива, что приводит к удалению загрязняющих частиц, оставшихся во входном фильтре форсунок.

Предложенный способ поясняется чертежом, на котором приведен график подачи импульсов на катушку форсунки по времени.

Пределы заявленных параметров определяются следующими граничными условиями. Подача минимального напряжения 5 В определяется началом открытия иглы клапана. Максимальное напряжение 24 В - возможностью производства в будущем электромагнитных форсунок, рассчитанных на 24 В (А. Дрогамиров С.Г. Настоящее и будущее автомобильной электротехники //Труды VIII Международной научно-практической конференции: Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС. - г.Владимир, 2001. - С.51-54). Также экспериментально подтверждена возможность осуществления промывки форсунок при напряжении 24 В.

Минимальное давление топлива перед форсункой определяется усилием, создаваемым пружиной форсунки на иголку клапана, и ее поджатием за счет давления жидкости. При уменьшении давления жидкости игла клапана прижимается к седлу с меньшим усилием, что приводит к просачиванию топлива через сопряжение игла-седло. Данное явление наблюдается при давлении меньше 0,03 МПа.

В системе топливоподачи двигателя давление перед форсункой составляет 0,25 МПа. Величина давления влияет на колебания иглы клапана с заданной частотой. Чем выше давление, при фиксированном напряжении, тем больше инерционность иглы клапана. При высоком давлении, из-за большого сопротивления открытию наблюдается задержка подъема иглы, что исключает реализацию колебаний иглы с необходимой для создания режима промывки частотой. Для повышения частоты колебаний иглы необходимо снизить сопротивление открытию иглы, что возможно осуществить уменьшением давления перед форсункой. Снижение давления топлива до 0,1 МПа позволяет осуществлять вибрацию иглы клапана.

Критерием оценки эффективности очистки является время промывки форсунок и расход промывочной жидкости. При использовании промывочной жидкости в топливной системе двигателя на автомобиле время очистки составляет около 30 минут (см. Газетин С. Чистим форсунки //За рулем. - 1998. - №1. - C.179-180). При этом расход промывочной жидкости при давлении 0,25 МПа равен 1000 см³. Согласно заявленному способу при давлении 0,03 МПа за время очистки форсунок 35 минут расход промывочной жидкости составляет 200 см³.

Пример конкретного исполнения 1. Через электромагнитные форсунки автомобиля FIAT пропускают топливо и определяют производительность и неравномерность подачи. В качестве топлива используется бензин А-95, в качестве промывочной жидкости - пластинчатый порошок EF 65 Р. Режим очистки включает подачу импульсов на катушку форсунки с частотой 150 Гц в течение 3 секунд при напряжении 12 В и без подачи импульсов в течение 15 секунд. Давление промывочной жидкости составляет 0,03 МПа. Изменение характеристик форсунок до и после очистки приведены в таблице 1.

Таблица 1 Результаты промывки форсунок
Номера форсунок	№1	№2	№3	№4
Показания расхода топлива по форсункам до очистки
Расход топлива, см3	26	24	30	31
Средний расход топлива, см3	27,75
Неравномерность расхода топлива, %	6,3	13,5	-8,1	-11,7
Время режима очистки, мин	35
Показания расхода топлива по форсункам после очистки
Расход топлива, см3	33	33	31	32
Средний расход топлива, см3	31,75
Неравномерность расхода топлива, %	-4	-4	2,3	0,7

Производительность подачи топлива повышена с 27,75 см³ до 31,75 см³, что составляет 12,5%, неравномерность подачи топлива по форсункам не превышает 5%, что отвечает техническим требованиям. Расход промывочной жидкости составил 200 см³.

Пример конкретного исполнения 2. Через электромагнитные форсунки автомобиля NEXIA пропускают топливо и определяют производительность и неравномерность подачи. В качестве топлива используется бензин А-95, в качестве промывочной жидкости - пластинчатый порошок EF 65 Р.

Режим очистки включает подачу импульсов на катушку форсунки с частотой 200 Гц в течение 1 секунд при напряжении 12 В и без подачи импульсов в течение 7 секунд. Давление промывочной жидкости составляет 0,1 МПа.

Изменение характеристик форсунок до и после очистки приведены в таблице 2.

Таблица 2 Результаты промывки форсунок
Номера форсунок	№1	№2	№3	№4
Показания расхода топлива по форсункам до очистки
Расход топлива, см3	32	31	30	30
Средний расход топлива, см3	30,75
Неравномерность расхода топлива, %	-4	-0,8	2,4	2,4
Время режима очистки, мин	35
Показания расхода топлива по форсункам после очистки
Расход топлива, см3	35	35	30	35
Средний расход топлива, см3	33,75
Неравномерность расхода топлива, %	-3,7	-3,7	11,1	3,7
Время режима очистки, мин	0	0	10	0
Показания расхода топлива по форсункам после очистки
Расход топлива, см3	35	35	35	35
Средний расход топлива, см3	35
Неравномерность расхода топлива, %	0	0	0	0

Производительность подачи топлива повышена с 30,75 см³ до 33,75 см³, что составляет 8,9%, неравномерность подачи топлива по форсункам не превышает 5%, что отвечает техническим требованиям.

Пример конкретного исполнения 3. Через электромагнитные форсунки автомобиля FIAT пропускают топливо и определяют производительность и неравномерность подачи. В качестве топлива используется бензин А-95, в качестве промывочной жидкости -“Injection system purge”.

Режим очистки включает подачу импульсов на катушку форсунки с частотой 50 Гц в течение 1 секунды при напряжении 12 В и без подачи импульсов в течение 10 секунд. Давление промывочной жидкости составляет 0,07 МПа.

Изменение характеристик форсунок до и после очистки приведены в таблице 3.

Таблица 3 Результаты промывки форсунок
Номера форсунок	№1	№2	№3	№4	№5	№6
Показания расхода топлива по форсункам до очистки
Расход топлива, см3	35	38	35	36	34	35
Средний расход топлива, см3	35,5
Неравномерность расхода топлива, %	1,4	-7	1,4	-1,4	4,2	1,4
Время режима очистки, мин	35
Показания расхода топлива по форсункам после очистки
Расход топлива, см3	38	39	35	39	38	38
Средний расход топлива, см3	37,8
Неравномерность расхода топлива, %	-0,5	-3,1	7,4	-3,1	-0,5	-0,5
Время режима очистки, мин	0	0	10	0	0	0
Показания расхода топлива по форсункам после очистки
Расход топлива, см3	38	39	35	39	38	38
Средний расход топлива, см3	37,8
Неравномерность расхода топлива, %	-0,5	-3,1	7,4	-3,1	-0,5	-0,5
Время режима очистки при подаче жидкости в направлении, противоположном протоку через нее топлива, мин			10
Показания расхода топлива по форсункам после очистки
Расход топлива, см3	38	39	38	39	38	38
Средний расход топлива, см3	38,3
Неравномерность расхода топлива, %	0,8	-1,8	0,8	-1,8	0,8	0,8

Производительность подачи топлива повышена с 35,5 см³ до 38,3 см³, что составляет 7,3%, неравномерность подачи топлива по форсункам не превышает 5%, что отвечает техническим требованиям.

К преимуществам предложенного технического решения можно отнести следующее: увеличение эффективности очистки; экономия промывочной жидкости; улучшение санитарно-гигиенических условий работы обслуживающего персонала.

Экономический эффект от использования изобретения получается за счет снижения расхода промывочной жидкости.

1. Способ восстановления производительности электромагнитных форсунок двигателей внутреннего сгорания путем обеспечения контакта промывочной жидкости с внутренними полостями форсунок с одновременным воздействием на промывочную жидкость сигналов с определенной частотой и очисткой форсунок на данном режиме определенное время, отличающийся тем, что через форсунки подают промывочную жидкость под давлением и на катушки форсунок периодически подают импульсы с определенной частотой при фиксированной величине напряжения, чем осуществляют вибрацию иглы клапана, а затем определяют производительность и неравномерность подачи стандартного топлива по форсункам.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед промывкой форсунок определяют производительность и неравномерность подачи стандартного топлива по форсункам.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что при частоте от 50 до 300 Гц напряжение находится в диапазоне от 5 до 24 В.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что время подачи импульса составляет от 1 до 3 с, а время между импульсами от 5 до 15 с.

5. Способ по любому пп.1-4, отличающийся тем, что промывочную жидкость в форсунки подают под давлением от 0,03 до 0,1 МПа.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что в форсунку, не восстановившую необходимую производительность, подают промывочную жидкость в направлении, противоположном протоку через нее топлива.