Жидкость для промывки инжектора в бак: Перевірка браузера, будь ласка, зачекайте…

Очистка жидкостных топливных форсунок с электронным управлением

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область изобретения

Настоящее изобретение относится к очистке клапанов путем пропускания через них очищающей жидкости и, в частности, к очистке клапанов с электронным управлением и управлением форсунки для газового топлива, такие как форсунки для газового топлива, используемые в автомобильных двигателях, работающих на сжатом природном газе.

2. Обсуждение известного уровня техники Использование сжатого природного газа (СПГ) в качестве альтернативы или заменителя жидкого нефтяного бензина в качестве топлива для обычных автомобильных двигателей становится все более распространенным. СПГ используется для питания как легковых, так и грузовых автомобилей.

Чтобы обеспечить достаточную массу СПГ для работы двигателя транспортного средства, используются форсунки с высоким расходом для подачи СПГ в камеры сгорания двигателей транспортных средств. Форсунки с высоким расходом должны подавать в двигатель транспортного средства необходимое количество СПГ, чтобы соответствовать меняющимся требованиям двигателя.

Из-за большого количества факторов, которые необходимо учитывать для работы форсунок в ответ на изменение потребности в топливе, используются компьютерные системы управления для подачи электрических рабочих сигналов на форсунки.

Компания GFI Control Systems, Inc., Китченер, Онтарио, Канада, предлагает инжекторное устройство с компьютерным управлением для использования в автомобильных двигателях, работающих на сжатом природном газе, под торговой маркой COMPUVALVE.

Инжектор Compuvalve, который содержит клапаны дозирования топлива и бортовой компьютер для управления подачей топлива в зависимости от условий работы двигателя, может рассматриваться как типичный представитель управляемых компьютером устройств впрыска топлива для двигателей внутреннего сгорания.

В двигателях, работающих на сжатом природном газе, регулятор высокого давления регулирует давление газа из источника, такого как баллон со сжатым газом. В регуляторе природный газ высокого давления сначала проходит через фильтр, например, 40-микронный фильтр, затем через электромагнитный клапан высокого давления к датчику-преобразователю высокого давления, который измеряет давление газа и посылает электрические сигналы на датчик уровня топлива.

, что дает показание давления газа, указывающее количество газообразного топлива, оставшегося в баке подачи СПГ. Регулятор включает обычные средства для подачи природного газа при пониженном давлении (скажем, около 100 фунтов на кв. дюйм) к выходному отверстию регулятора. С выхода регулятора СПГ при пониженном давлении проходит через вторичный фильтр, а затем поступает по трубопроводу на вход форсунки, примером которой является управляемая компьютером форсунка Compuvalve, которая регулирует поток топлива с помощью ряда электромагнитных клапанов с электронным управлением. клапаны, из которых топливо поступает в выпускное устройство, расположенное в воздухозаборнике двигателя.

Бортовой компьютер форсунки Compuvalve может регулярно контролировать не только расход топлива, но и опережение зажигания и сигнал подачи топлива на указатель уровня топлива, но также может управлять выбором топлива, если двигатель работает в двухтопливной среде, используя как жидкий бензин и СПГ в качестве альтернативного топлива (как это часто бывает, когда бензиновый двигатель модернизируется для использования СПГ). Ввод в компьютер может быть обеспечен несколькими удаленными датчиками, которые предоставляют информацию, касающуюся давления и температуры по всей системе.

Компьютер выполняет расчеты на основе калибровок и данных от датчиков, результатом которых являются компьютерные команды, регулирующие подачу топлива в двигатель.

Когда электромагнитные клапаны форсунки высокого расхода Compuvalve работают нормально, двигатель, работающий на сжатом природном газе, работает так же, как двигатель автомобиля, работающий на жидком бензине (при условии, что поскольку природный газ имеет меньшую энергоемкость, чем бензин, максимальная мощность, двигатель, работающий на КПГ, может выдать немного меньшую мощность, чем тот же двигатель, работающий на бензине). Однако, поскольку форсунка, управляемая компьютером, несет полную ответственность за работу двигателя, ухудшение характеристик или выход из строя форсунки, управляемой компьютером, приведет к выходу двигателя из строя.

Работа электромагнитных клапанов может быть нарушена из-за накопления загрязняющих отложений внутри клапанов. Несмотря на то, что СПГ довольно чистый, наличие даже очень небольшого количества загрязняющих веществ на единицу объема газа может быть вредным из-за большого объема газа, проходящего через форсунку в течение длительного периода работы. Изучение отложений загрязняющих веществ, удаленных с грязных клапанов, показывает, что масло, поглощаемое природным газом из компрессоров, используемых при производстве СПГ и обращении с ним, является основным источником загрязнения, хотя могут присутствовать и другие твердые частицы.

В прошлом, когда такой симптом, как помпаж двигателя транспортного средства после того, как транспортное средство работало ровно, указывал на недостаточную производительность форсунки, рутинная процедура занимала много времени и была дорогостоящей. После сброса давления в системе и снятия фитингов с форсунки Compuvalve, регулирующего клапана и фильтра, внутреннюю часть отверстий фитингов и компонентов проверяют на наличие остатков загрязняющих веществ. При обнаружении остатков отложений топливные баки и магистрали опорожнялись и прочищались, топливный фильтр заменялся, а все устройство форсунки Compuvalve демонтировалось и отправлялось производителю для заводской очистки.

На заводе инжектор был разобран, а многочисленные составные части были по отдельности очищены и собраны для возврата пользователю. Задержка, связанная с необходимостью снятия и возврата Compuvalve в сборе для заводской очистки, означала, что либо транспортное средство было выведено из эксплуатации, либо пользователь должен был держать под рукой рабочий запасной Compuvalve, чтобы переоборудовать транспортное средство до тех пор, пока грязный клапан не выйдет из строя. был очищен и возвращен.

Попытки решить эту проблему путем использования более качественных фильтров между подачей топлива и регулятором не дали удовлетворительных результатов. Несмотря на новые и более дорогие фильтры, загрязнения по-прежнему попадали на электромагнитные клапаны и выводили из строя форсунки.

Требовалась процедура очистки топливных форсунок, которую мог бы выполнить владелец транспортного средства, местный механик или техник, не устанавливая форсунку на место, что позволило бы быстро вернуть транспортное средство в эксплуатацию. Способ и устройство по настоящему изобретению обеспечивают желаемое решение. В то время как предшествующее краткое изложение и последующее подробное описание относятся к конкретному примеру очистки форсунки GFI Control Systems Compuvalve, способ и устройство имеют более общее применение для диагностики проблем с производительностью и очистки других электронных или управляемых дозаторов топлива. устройств и систем, как будет очевидно для тех, кто знаком с конструкцией и работой такого оборудования.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На нескольких фигурах чертежей, на которых одинаковые части обозначены одинаковыми ссылочными позициями:

РИС. 1 представляет собой упрощенный чертеж того, как подача очищающей жидкости соединяется с инжектором Compuvalve для очистки в соответствии с изобретением.

РИС. 2 представляет собой схематическое изображение потока газообразного топлива через электромагнитный клапан.

РИС. 3 представляет собой электрическую схему, иллюстрирующую соединения между электрическим переключателем устройства очистки и инжектором, управляемым компьютером.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВОПЛОЩЕНИЯ

Устройство и способ очистки в соответствии с настоящим изобретением пропускают регулируемый поток чистящей жидкости, предпочтительно изопропилового спирта, через внутренние пространства инжектора газообразного топлива с электронным управлением для удаления отложившихся загрязнений с поверхностей внутренних полости форсунки. В этом описании особенно предпочтительного варианта осуществления очищаемый инжектор представляет собой инжектор Compuvalve производства GFI Control Systems Inc. Устройство и способ изобретения позволяют владельцу транспортного средства, работающего на СПГ, или местному механику или технику очистить грязная форсунка без снятия форсунки или форсунки в сборе с автомобиля, на котором форсунка была установлена. Впускной и выпускной топливные шланги просто отсоединяются от форсунки и заменяются впускным и выпускным шлангами для чистящего раствора, а электрический кабель, который обычно обеспечивает ввод сигнала на внутренний управляющий компьютер клапана, заменяется кабелем, соединяющим форсунку с электрическое устройство управления очисткой, которое может состоять либо из пульта с переключателями для ручного управления открытием и закрытием электромагнитных клапанов форсунки, либо из внешнего компьютера, который может быть запрограммирован на открытие и закрытие электромагнитных клапанов в выбранной последовательности.

Общее устройство устройства согласно изобретению показано на чертеже. Фиг. 1, на которой ссылочная позиция 10 в целом обозначает инжектор с электронным управлением, показанный как инжектор Compuvalve.

Форсунка 10 имеет впускное отверстие 11 для топлива, которое при нормальной работе должно быть соединено с впускным топливным шлангом для подачи СПГ из регулятора (не показан) в форсунку 10 при манометрическом давлении приблизительно 100 фунтов на квадратный дюйм ( 100 фунтов на квадратный дюйм). Выходное отверстие 12 форсунки 10 при нормальных рабочих условиях должно быть соединено с выпускным шлангом, ведущим к распылительному устройству или узлам, расположенным в воздухозаборнике двигателя. Подача топлива, регулятор, впускной и выпускной шланги, распылительный выпускной узел, воздухозаборник и двигатель не показаны на чертеже, поскольку они представляют собой обычное оборудование и не играют никакой роли в работе устройства или выполнении способа по изобретению.

Инжектор 10 также показан как имеющий сигнальный порт 13 для подключения к электрическому кабелю для подачи электрического сигнала, который может управлять работой движущихся механических компонентов инжектора 10, и другое соединительное средство или отвод 14, через который постоянная подача электрического тока низкого напряжения может быть получена от форсунки 10, если зажигание транспортного средства включено. Подача питания на инжектор 10 и многочисленные соединения, через которые на бортовой компьютер инжектора 10 подаются электрические сигналы, представляющие измерения температуры и давления, полученные с помощью удаленных сенсорных устройств, не показаны для простоты иллюстрации, даже если эти электрические провода необходимы. не может быть отсоединен от инжектора 10 и обычно не будет отсоединен во время очистки инжектора 10 в соответствии с изобретением.

Впускной шланг 15 для чистящей жидкости и выпускной шланг 16 показаны соединенными с впускным и выпускным отверстиями 11 и 12 соответственно инжектора 10. Бак 17 с запасом чистого изопропилового спирта или другого чистящего раствора показан соединенным через регулятор, обычно обозначенный позицией 18, с помощью шланга 19, который может быть подсоединен к любому подходящему источнику воздуха под давлением, такому как компрессор (не показан) или источник цехового воздуха. Манометр, показанный позицией 20, может быть использован для обеспечения того, чтобы изопропанол или другая очищающая жидкость подавалась в инжектор 10 практически при постоянном давлении во время очистки. Регулятор 18 открывается или закрывается, чтобы обеспечить требуемое давление, как показывает показания манометра 20. Было обнаружено, что пропускание изопропилового спирта через внутренние каналы и полости инжектора Compuvalve 10 под давлением 30 фунтов на кв. дюйм или менее удаляет отложения загрязняющих веществ изнутри форсунки 10 без опасности повреждения форсунки Compuvalve 10.

Бак 17 для чистящей жидкости показан как имеющий выпускной шланг 21, оканчивающийся соединителем 22 для соединения с открытым концом впускного шланга 15. Обычный переходной фитинг, обычно обозначенный ссылочной позицией 23, показан для компенсации любых различий.

После прохождения через форсунку и очистки ее внутренних компонентов изопропиловый спирт или другой чистящий раствор, уносящий удаленные из форсунки загрязнения, выходит через выпускное отверстие 12 и проходит через выпускной шланг 16 в закрытый резервуар, обычно обозначенный ссылочной позицией 24, для безопасного хранения до тех пор, пока грязная жидкость не будет надлежащим образом утилизирована в соответствии с применимыми законами или правилами по удалению отходов. Рекуператор 24 показан оборудованным запорным клапаном 26 и предохранительным клапаном 27.

Коммутационная консоль, обычно обозначенная ссылочной позицией 30, схематически показана на фиг. 1. Электрический кабель 31 соединяет консоль 30 с сигнальным портом 13 инжектора Compuvalve 10, а кабель 32 питания постоянного тока соединяет консоль 30 с разъемом 14 выхода мощности инжектора Compuvalve 10, как схематично показано на фиг. 1. Следует понимать, что консоль 30 может питаться от батареи или быть подключена к какому-либо другому низковольтному источнику питания постоянного тока, если инжектор, подлежащий очистке, не имеет доступной или удобной электрической розетки.

Консоль 30 показана имеющей множество кнопок 33 для ручного включения и выключения переключателей. На иллюстрации фиг. 1 имеется восемь кнопок, одна кнопка включения/выключения питания 36 и одна кнопка 33 для каждого из семи соленоидных клапанов инжектора Compuvalve инжектора 10, но, конечно, количество кнопок 33 и переключателей будет различаться в зависимости от применения для которой должны быть использованы устройство и способ изобретения. Кнопки 33 и 36 могут иметь внутренние светоизлучающие диоды или другие источники освещения (не показаны), чтобы указывать, находятся ли переключатели, которыми они управляют, во включенном или выключенном положении.

РИС. 1 также в общих чертах показан инжектор Compuvalve 10 и расположение пяти (5) инжекторных клапанов 34 с высоким расходом, расположенных бок о бок и вертикально, и двух (2) инжекторных клапанов 35 с низким расходом, ориентированных под углом к ​​вертикальному направлению. . Клапаны форсунок 34 с высоким расходом представляют собой устройства прямого включения/выключения, которые подают большие потоки топлива, необходимые для поддержания движения и ускорения транспортного средства. Каждый из соленоидных инжекторных клапанов 34 с высоким расходом имеет максимальный объем газа в единицу времени, который отличается от объема других инжекторных клапанов 34 с высоким расходом, так что за счет выборочного открытия и закрытия различных клапанов 34 или подгрупп клапанов 34, скорость потока газа, подаваемого через всю группу клапанов 34 форсунок с высоким расходом, может варьироваться от максимума, когда все клапаны 34 с высоким расходом открыты, до минимума, когда все клапаны 34 с высоким расходом закрыты. Таким образом, клапаны форсунок с высоким расходом контролируют основные изменения расхода газообразного топлива в двигатель. Клапаны форсунок 35 с малым расходом используются для холостого хода и регулировки расхода газа. Клапаны низкого расхода могут оставаться открытыми или пульсировать в соответствии с указаниями компьютерного управления. Все форсунки 34, 35 относятся к пиковому и удерживающему типу.

Масло, захваченное СПГ в газовом компрессоре, или другие загрязнители и мусор могут попасть в инжектор 10 вместе со сжатым природным газом, несмотря на то, что в линии подачи СПГ установлены фильтры. Загрязняющий материал со временем будет накапливать отложения на поверхностях полостей и каналов внутри форсунки 10, и эти отложения будут препятствовать движению движущихся частей клапанов 34, 35 форсунок, в конечном итоге заставляя клапан 34 или 35 закрываться. палка в открытом или закрытом состоянии.

Отложения в основном состоят из органических материалов, например, смазочного масла, и, следовательно, растворимы в органическом растворителе, таком как изопропиловый спирт, который легко доступен и недорог, а также относительно прост в обращении, не создавая какой-либо опасности для здоровья или безопасности в процессе эксплуатации. обычный гараж или ремонтная мастерская. Было обнаружено, что одна пинта (около 0,47 литра) промышленного изопропилового спирта при циркуляции через инжектор Compuvalve эффективно удаляет вредные отложения загрязняющих веществ из инжектора Compuvalve и восстанавливает инжектор до хорошего рабочего состояния. Периодическая промывка форсунки с электронным управлением, такой как форсунка Compuvalve, если она выполняется в рамках регулярной программы технического обслуживания двигателя, должна предотвратить накопление загрязняющих отложений, вызывающих отказ форсунки.

Путь потока газообразного топлива через форсунку 10, такую ​​как форсунка Compuvalve, показан на упрощенном виде на фиг. 2, на которой показаны два соленоидных клапана 40, 41, иллюстрирующие открытое и закрытое положения клапана. Клапан 40 с правой стороны на фиг. 2 видно, что его корпус 42 клапана находится в нижнем положении, закрывая отверстие 43, через которое в противном случае протекал бы газообразное топливо, тогда как корпус 44 клапана 41 находится в приподнятом положении, так что отверстие 45 открыто для расход газообразного топлива. Видно, что диаметр отверстия 43 больше диаметра отверстия 45. Размеры отверстий 43 и 45 и разница между диаметрами отверстий преувеличены на упрощенном чертеже на фиг. 2, на котором показано, что открытие и закрытие различных клапанов группы клапанов форсунки (таких как пять клапанов высокого расхода 34 форсунки Compuvalve) могут обеспечивать различные скорости потока топлива через форсунку.

Клапаны 40 и 41, показанные на чертеже, можно рассматривать как два из пяти электромагнитных клапанов высокого расхода 34 форсунки Compuvalve 10. Электрическая катушка (не показана на чертеже) питается потоком электрического тока для перемещайте корпус клапана 42 или 44 между открытым и закрытым положениями. Детали конструкции электромагнитного клапана не показаны на чертеже фиг. 2, потому что конкретная конструкция клапана не влияет на работу устройства или производительность способа по изобретению, которые предназначены для использования независимо от конструктивных деталей электромагнитных клапанов форсунок, используемых в форсунке 10 для газового топлива.

Сжатый природный газ в качестве топлива для форсунки 10 через впускное отверстие 11 поступает в блок клапанов, в целом обозначенный ссылочной позицией 46 на фиг. 2 через впускной канал 47 и заполняет камеру 48. Когда один или несколько инжекторных клапанов, представленных клапанами 40 и 41 на фиг. 2 открыт, газообразное топливо может пройти через отверстие клапана, такое как отверстия 43 и 45, в выпускную камеру 49, отделенную от камеры 48 стенкой 50, откуда СПГ может проходить через канал 51 к выпускному отверстию форсунки и через него. порт 12 к двигателю.

Осмотр бывших в употреблении электромагнитных клапанов типа, показанного клапаном 40, показал, что остатки загрязняющих веществ откладываются на поверхностях внутренних полостей и каналов форсунки 10. В частности, оказывается, что загрязняющие вещества уносятся потоком СПГ топлива , такие как углеводородные смазочные материалы, собираются в пространстве за подвижным корпусом клапана, показанном как пространство или полость 52 за корпусом клапана 42, даже несмотря на то, что электромагнитные инжекторные клапаны 34 высокого расхода инжектора Compuvalve 10 установлены в вертикальном вертикальном положении. как показано на фиг. 1 и 2. Загрязняющие вещества оставляют остатки на внутренних поверхностях полостей форсунок, таких как полость 52, которые мешают открытию и закрытию клапанов 34 и 35.

В соответствии с настоящим изобретением изопропиловый спирт, подаваемый в инжектор 10, следует по пути потока, обычно пересекаемому газообразным топливом, и, соответственно, контактирует со всеми поверхностями, на которых могут осаждаться загрязняющие вещества, увлекаемые газообразным топливом. Изопропиловый спирт растворяет органические компоненты остатков загрязнений, а поток очищающей жидкости через форсунку вымывает загрязнения из форсунки 10. представлен на фиг. 2 клапанами 40 и 41. Электромагнитные клапаны 34 и 35 форсунки 10 открываются и закрываются путем подачи электрических сигналов, имитирующих рабочие сигналы, которые вручную управляют работой клапанов 34 и 35, на возбуждающие катушки соответствующих клапанов 34 и 35, открывая и закрывая переключатели, управляемые кнопками 33 пульта 30 переключения. Изопропиловый спирт или другая чистящая жидкость протекает через форсунку 10 при открытии и закрытии клапанов 34 и 35, очищая поверхности внутренних полостей форсунки и проходы и смывание загрязнений в бак утилизации чистящей жидкости 24 через выпускное отверстие 12 и выпускной шланг 16.

РИС. 3 представляет собой схему, показывающую схему проводки для переключателей SW1-SW7, приводимых в действие нажатием вручную кнопок 33 пульта 30 переключения. Выключатель 53 включения/выключения питания на фиг. 3 управляется кнопкой включения/выключения, показанной позицией 36 на фиг. 1, которая аналогична кнопкам 33 на консоли 30, но предпочтительно отделена от них.

На фиг. 3 два провода 54, соответствующие силовому кабелю 32 на фиг. 1 показано соединение выключателя 53 вкл/выкл с вилкой 55, показанной в виде четырехштырьковой вилки для подключения к отводу питания или розетке 14 инъектора 10 на фиг. 1. Сигнальная вилка 56 показана как восьмиконтактная вилка с семью контактами для подключения переключателей SW1-SW7 к сигнальному порту 13 инжектора 10, как показано на фиг.