способ и устройство восстановления плунжерной пары топливного насоса

Формула изобретения

1. Способ восстановления плунжерной пары топливного насоса, заключающийся в том, что на этапе восстановления в зону трения подают металлосодержащую реновационную жидкость, приводят в возвратно-поступательное и возвратно-вращательное движение плунжер, контролируют давление, создаваемое плунжерной парой, после достижения заданного давления отключают подачу реновационной жидкости, включают этап промывки и в зону трения подают топливо - масляную смесь, отличающийся тем, что на этапе восстановления в зоне трения создают магнитное поле, силовые линии которого параллельны возвратно-поступательному движению плунжера, непрерывно насыщают реновационную жидкость частицами металла и поддерживают его концентрацию путем электрорастворения металлического электрода - анода, помещенного в поток реновационной жидкости до зоны трения, дополнительно регулируют скорости движения плунжера и потока реновационной жидкости пропорционально контролируемому давлению, при этом реновационную жидкость выполняют в виде раствора полиэтиленгликоля.

2. Устройство для реализации способа по п.1, содержащее основание, к которому совместно закреплены корпус плунжерного насоса, возвратно-поступательный, возвратно-вращательный приводы, имеющие возможность соединения соответственно с его плунжером и рейкой, подкачивающий насос, прибор контроля давления, соединенный трубопроводом высокого давления с гидрорегулятором и выходом корпуса плунжерного насоса, и трубопроводы слива, соединенные с емкостями для реновационной и промывочной жидкостей, отличающееся тем, что оно дополнено электромагнитом, автоматическим блоком управления, имеющим один вход и пять выходов, двумя электропереключателями, электродной камерой, гидравлически соединенной со входом корпуса плунжерного насоса и с выходом подкачивающего насоса, который через второй электропереключатель соединен трубопроводами с выходами упомянутых емкостей, электрод которой изолирован от ее корпуса и электрически соединен со вторым выходом автоматического блока управления, первый выход которой электрически соединен с управляющими входами обоих электропереключателей, третий его выход электрически соединен с тремя упомянутыми приводами, четвертый выход соединен с электромагнитом, вход электрически соединен с выходом упомянутого прибора контроля давления, выполненного в виде электродатчика давления, и упомянутый гидрорегулятор выполнен в виде дросселя, соединенного трубопроводом с входом первого электропереключателя, к выходам которого подключены упомянутые трубопроводы слива, реновационная жидкость выполнена токопроводящей, при этом упомянутое основание выполнено электроизоляционным в виде контейнера, общая минусовая клемма источника напряжения соединена с корпусом плунжерного насоса, обоими приводами и пятым выходом автоматического блока управления.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что автоматический блок управления имеет линейку пороговых элементов, вход которой является его входом, три ключа, выходы которых являются вторым, третьим и четвертым его выходами, таймер, соединенный выходом с управляющим входом второго ключа, три коммутатора в виде групп ключей, выходы ключей в каждом из которых объединены и соединены раздельно с силовыми входами трех упомянутых ключей, и три делителя напряжения, последовательные выходы которых соединены с соответственными входами коммутаторов, управляющие входы которых соединены с соответственными выходами линейки пороговых элементов, последний выход которой объединен с управляющими входами таймера, первого и третьего ключей и является первым выходом автоматического блока управления, при этом количество ключей коммутаторов выбрано соответственно ступеням регулирования скорости приводов и плотности тока, количество пороговых элементов в линейке выбрано на один большим максимального количества ключей в группе одного из коммутаторов и минусовые клеммы делителей объединены и являются пятым его выходом.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что электромагнит выполнен в виде кольца, размещен с возможностью концентрического охвата конца гильзы и намагничен так, что магнитные полюса совмещены с его торцами и упомянутый корпус выполнен из немагнитного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ремонту деталей и агрегатов двигателей внутреннего сгорания.

Известен "Способ стабилизации состояния трибосистемы" (патент РФ №2084863, G 01 N 3/56), в котором изменяют ток в цепи восстанавливаемый элемент - анод, при отклонении контролируемого параметра от заданной величины непрерывно насыщают токопроводящую реновационную жидкость частицами металла и поддерживают его концентрацию до зоны трения путем электрорастворения металлического электрода - анода, помещенного в поток реновационной жидкости, которую выполняют в виде раствора полиэтиленгликоля.

За прототип принят способ и устройство восстановления плунжерной пары топливного насоса (Гаркунов Д.Н., Триботехника - конструирование, изготовление и эксплуатация машин: - М., изд. МСХА, 2002), предусматривающие подачу в зону трения металлосодержащей реновационной жидкости постоянного состава, возвратно-поступательное и возвратно-вращательное движения плунжера, контроль давления, создаваемого плунжерной парой, прекращение подачи реновационной жидкости после достижения заданного давления и выполнение этапа промывки путем подачи в зону трения топливо-масляной смеси.

Недостатком способов является низкая производительность процесса восстановления из-за медленного увеличения толщины слоя.

Целью изобретения является повышение качества ремонта плунжерных пар топливного насоса.

Сущность изобретения состоит во взаимном дополнении способов и устройств их реализации, при этом на этапе восстановления в зоне трения создают магнитное поле, силовые линии которого параллельны возвратно-поступательному движению плунжера, дополнительно регулируют пропорционально контролируемому давлению скорости движения плунжера и потока реновационной жидкости.

Устройство для реализации способа содержит основание, к которому совместно закреплены автоматический блок управления, имеющий один вход и пять выходов, корпус плунжерного насоса из немагнитного материала, возвратно-поступательный, возвратно-вращательный приводы, имеющие возможность соединения соответственно с его плунжером и рейкой, подкачивающий насос, прибор контроля давления, соединенный трубопроводом высокого давления с гидрорегулятором и выходом корпуса плунжерного насоса, и трубопроводы слива, соединенные с емкостями для реновационной и промывочной жидкостей. Устройство дополнено двумя электропереключателями, электромагнитом и электродной камерой, электрод которой изолирован от ее корпуса и электрически соединен со вторым выходом автоматического блока управления. Электродная камера гидравлически соединена со входом корпуса плунжерного насоса и с выходом подкачивающего насоса, который через второй электропереключатель соединен трубопроводами с выходами упомянутых емкостей.

Автоматический блок управления имеет три коммутатора в виде групп ключей, выходы ключей в каждом из которых объединены и соединены раздельно с силовыми входами трех ключей, выходы которых являются вторым, третьим и четвертым его выходами, таймер, соединенный выходом с управляющим входом второго ключа, линейку пороговых элементов, вход которой является его входом, и три делителя напряжения, последовательные выходы которых соединены с соответственными входами коммутаторов, управляющие входы которых соединены с соответственными выходами линейки пороговых элементов, последний выход которой объединен с управляющими входами таймера, первого и третьего ключей и является первым выходом автоматического блока управления. Количество ключей коммутаторов выбрано соответственно ступеням регулирования скорости приводов и плотности тока, количество пороговых элементов в их линейке выбрано на один большим, максимального количества ключей в группе одного из коммутаторов и минусовые клеммы делителей объединены и являются пятым его выходом. Первый выход автоматического блока управления электрически соединен с управляющими входами обоих электропереключателей, третий его выход электрически соединен с тремя упомянутыми приводами, четвертый выход соединен с электромагнитом, вход электрически соединен с выходом упомянутого прибора контроля давления, выполненного в виде электродатчика давления. Упомянутый гидрорегулятор выполнен в виде дросселя, соединенного трубопроводом со входом первого электропереключателя, к выходам которого подключены упомянутые трубопроводы слива. Упомянутое основание выполнено электроизоляционным в виде контейнера, общая минусовая клемма источника напряжения соединена с корпусом плунжерного насоса, обоими приводами и пятым выходом автоматического блока управления. Электромагнит выполнен в виде кольца, размещен с возможностью концентрического охвата конца гильзы и намагничен так, что магнитные полюса совмещены с его торцами.

На чертеже представлена блок - схема устройство для восстановления плунжерной пары топливного насоса.

Устройство имеет герметичный корпус 1 для установки в него восстанавливаемой плунжерной пары топливного насоса, то есть гильзы 2, снабженной боковыми отверстиями, и плунжера 3. Корпус 1 выполнен из немагнитного материала. Плунжер 3 устанавливается в корпус 1 совместно с шестерней 4, рейкой 5 и возвратной пружиной 6. Внешний торец плунжера 3 имеет возможность быть введенным в скользящий контакт с кулачком 7 соответствующего регулируемого привода 8. Рейка 5 разъемным шарниром, путем удаления оси, например болта с гайкой, соединена с регулируемым кривошипно-шатунным приводом 9. Полость высокого давления корпуса 1 соединена трубопроводом с электродатчиком давления 10 и параллельно с дросселем 11, входы которых объединены. Выход электродатчика давления 10 электрически соединен с автоматическим блоком управления 12, имеющим один вход и пять выходов. Выход дросселя 11 соединен трубопроводом со входом электропереключателя 13. Один из выходов электропереключателя 13 соединен трубопроводом слива с емкостью 14, а другой выход соединен трубопроводом слива с емкостью 15. Выводы каждой емкости 14 и 15 раздельно соединены трубопроводами с электропереключателем 16. К выходу электропереключателя 16 посредством трубопровода присоединен насос 17, выход которого соединен трубопроводом с входом электродной камеры 18. Выход электродной камеры 18 соединен трубопроводом с входом корпуса 1. Электрические управляющие входы электропереключателей 13 и 16 соединены параллельно с первым выходом автоматического блока управления 12. Второй выход автоматического блока управления 12 соединен с электродной камерой 18. Третий выход автоматического блока управления 12 соединен с регулируемым кривошипно-шатунным приводом 9, регулируем приводом 8 кулачка и приводом насоса 17. В полости высокого давления корпуса 1 концентрически с гильзой 2 установлен электромагнит 19, который соединен с четвертым выходом автоматического блока управления 12. Электромагнит 19 выполнен в виде кольца так, что его полюса совмещены с его торцами. Все перечисленные элементы и агрегаты размещены в контейнере, выполненном из электроизоляционного материала.

Автоматический блок управления 12 имеет три делителя напряжения 20, 21 и 22, подключенные к источнику напряжения, три коммутатора 23, 24 и 25, линейку пороговых элементов 26, три ключа 27, 28 и 29, а также таймер 30. Каждый из коммутаторов выполнен в виде группы ключей (на чертеже показано условно по три ключа). Количество ключей одного из коммутаторов 24 выбрано соответственно ступеням регулирования скорости приводов 8, 9 и 17. Количество ключей другого коммутатора 23 выбрано соответственно ступеням регулирования плотности тока, подаваемого к аноду 31, который закреплен в электродной камере 18 посредством изолятора. Количество ключей третьего коммутатора 25 выбрано соответственно ступеням регулирования электромагнита 19.

Силовые входы группы ключей каждого из коммутаторов подключены к последовательным выходам отдельных делителей напряжения 20, 21 и 22. Количество пороговых элементов в линейке 26 выбрано на один большим максимального количества ключей в группе одного из трех коммутаторов. Вход линейки пороговых элементов 26 является первым входом автоматического блока управления 12 и соединен с электродатчиком давления 10. Выходы линейки пороговых элементов 26, кроме последнего, соединены параллельно с управляющими входами ключей коммутаторов 23, 24 и 25.

К последнему выводу линейки пороговых элементов 26, являющемуся первым выходом, кроме электропереключателей 13 и 16, параллельно присоединены управляющие входы ключей 27, 29 и таймера 30. Ключ 27 включен между общим выходом группы ключей коммутатора 23 и вторым выходом автоматического блока управления 12, к которому подключен анод 31. Общий выход группы ключей коммутатора 24 подключен к входу ключа 28. Управляющий вход ключа 28 соединен с выходом таймера 30. Выход ключа 28 является третьим выходом автоматического блока управления 12 и подключен параллельно к приводам 8, 9 и 17. Ключ 29 включен между общим выходом группы ключей коммутатора 25 и четвертым выходом автоматического блока управления 12, к которому подключен электромагнит 19. Минусовые клеммы делителей объединены (на чертеже условно показана одно из соединений) и являются пятым выходом автоматического блока управления 12, подключенным к корпусу 1 клеммой 32 и источнику напряжения.

Восстановление плунжерной пары топливного насоса по предложенному способу начинают после выполнения ряда подготовительных операций.

Плунжерная пара топливного насоса устанавливается в корпус 1 устройства так, что плунжер 3 вводится в непрерывный скользящий контакт с кулачком 7 соответствующего привода 8. Для проверки действия пружины 6 и непрерывности скользящего контакта плунжера 3 с кулачком 7 следует провернуть привод 8 на один оборот. Рейка 5 плунжерной пары топливного насоса посредством разъемного соединения, например, болта с гайкой, соединяется с кривошипно - шатунным приводом 9. Проверяется наличие электрического контакта корпуса 1 с минусовой клеммой 32 и надежность соединения трубопроводов от выхода электродной камеры 18 и входов электродатчика давления 10 и дросселя 11. Надежность электрического контакта корпуса 1 с минусовой клеммой 32 исключает другие контуры распространения тока и переноса металла, кроме охватывающего плунжерную пару. Далее после включения автоматического блока управления 12 начинается процесс восстановления плунжерной пары.

В начале процесса на этапе восстановления плунжерной пары автоматический блок управления 12 поддерживает нижние пределы заданных диапазонов скоростей насоса 17, возвратно-вращательного, возвратно-поступательного движений плунжера 3, интенсивности магнитного поля электромагнита 19 и плотности тока, подводимого к аноду 31 в электродной камере 18, которая заполнена реновационной жидкостью. В качестве реновационной жидкости используется токопроводящая среда, насыщаемая металлом электрорастворяющегося анода до зоны трения, например раствор полиэтиленглюколя с цинком. Насыщение реновационной жидкости частицами металла и поддержание его концентрации выполняют непрерывно в процессе подачи в зону трения.

На период этапа восстановления в зоне трения создают магнитное поле, силовые линии которого параллельны возвратно-поступательному движению плунжера.

В результате совместного действия трения гильзы 2 и плунжера 3, притяжения частиц металла к полюсу электромагнита и электротока в металлосодержащей реновационной жидкости на поверхностях зоны трения, ограничивающих зазор, постепенно откладывается металл. Трение между внутренними поверхностями в зазоре представлено двумя видами движений: возвратно-вращательного и возвратно-поступательного, что способствует получению равномерности восстанавливаемого зазора. Ходовой зазор между гильзой 2 и плунжером 3 непрерывно уменьшается, что отражается на повышении давления в полости над плунжером. Контролируемое в полости давление действует на электродатчик давления 10 и дроссель 11, который создает гидравлическое сопротивление, и реновационная жидкость с некоторым замедлением подается к электропереключателю 13.

Электродатчик 10 преобразует уровень давления в аналоговый электрический сигнал. В начале процесса электропереключатели 13 и 16 находятся в положении отбора и слива реновационной жидкости через емкость 14. Тем самым, реновационная жидкость участвует в процессе многократно. Возрастание давления сопровождается пропорциональным регулированием режимов процесса восстановления плунжерной пары. Изменения амплитуды сигнала от электродатчика давления 10 в автоматическом блоке управления 12 отслеживается линейкой пороговых элементов 26. Выходы линейки пороговых элементов 26 управляют ключами трех коммутаторов 23, 24 и 25. Поскольку на силовые входы коммутаторов поданы разные уровни потенциалов от делителей, то на выходах автоматического блока управления 12 последовательно и пропорционально давлению повышаются напряжения, увеличивающие скорости приводов, намагничивающую силу и плотность тока.

Процесс восстановления заканчивается при заданном максимальном давлении, отмеченном датчиком 10 и возникновении управляющего сигнала последнего уровня, полученного от линейки пороговых элементов 26. Управляющий сигнал отключает анодный ток ключом 27, включает таймер 30, отключает электромагнит 19 ключом 29 и изменяет положение электропереключателей 13 и 16, открывая доступ к емкости 15. Тем самым, начинается промывка плунжерной пары. В реновационную и промывочную жидкости перестает поступать электрорастворяемый металл, магнитное поле исчезает и случайные частицы металла свободно уносятся промывочной жидкостью. В промывке плунжерной пары задействована емкость 15, в которой создан запас промывочной жидкости, например топливно-масляной смеси. При этом таймером 30 в автоматическом блоке управления 12 отслеживается заданное время длительности промывки. По сигналу от таймера 30 закрывается ключ 28 и все приводы останавливаются. На этом промывка завершена и плунжерная пара полностью приведена в нормальное рабочее состояние.

Повышение качества ремонта плунжерных пар топливного насоса достигается увеличением плотности слоя, наносимого совместными воздействиями, в том числе магнитного поля, на поверхности в зоне трения.