Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ УЧАСТКОВ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗАПИРАЮЩИХ КОНУСОВ ИГЛЫ И КОРПУСА РАСПЫЛИТЕЛЯ ФОРСУНКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам восстановления геометрии прецизионной поверхности распылителя форсунки двигателя внутреннего сгорания для восстановления их работоспособности.

Известны способы восстановления распылителей форсунок пластическим деформированием путем перераспределения металла с нерабочих поверхностей на изношенные прецизионные поверхности с последующей термообработкой [Воробьев Л.Н. Технология машиностроения и ремонт машин. - М.: Высшая школа. 1981, с. 298-301].

Недостатком данных способов восстановления распылителей форсунки является не качественная геометрия восстановленной прецизионной поверхности.

Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип, является способ восстановления детали способом горячего пластического деформирования и последующей ее термообработкой [Патент РФ №2034690, кл. В23Р 6/00, 27.10.92]. Деформационное усилие воздействует на изношенную рабочую поверхность распылителя. После деформационного усилия распылитель подвергают термической обработке, включающей закалку и отпуск. Воздействие термообработки приводит к пластическому деформированию, обеспечивающему неравномерное смещение металла (на изношенные участки) по образующим поверхностям распылителя. При этом уменьшается площадь поперечного сечения детали в равной мере по всей длине ее нагружаемого участка (от опоры до опоры).

Последующее восстановление прецизионных поверхностей доводкой дает только частичную возможность получить качественно восстановленную поверхность распылителя, по численным значениям шероховатости и чистоты прецизионной поверхности, близких к заводскому исполнению. Известный способ не обеспечивает качественное восстановление геометрических размеров рабочих поверхностей распылителя по данному способу, частично решает задачу формирования сочетания конструктивных размеров и формы по образующей длине поперечного сечения распылителя. Макроструктура и геометрия распылителя в целом не обеспечивает его достаточную надежность и работоспособность в эксплуатации.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: перераспределение металла горячим пластическим деформированием на изношенную прецизионную образующую поверхность запирающих конусов иглы и распылителя корпуса распылителя и иглы.

Техническим результатом заявляемого технического решения является обеспечение восстановления качественной геометрии прецизионной поверхности распылителя форсунки и повышение ее износостойкости за счет нормализации в карбюризаторе.

Технический результат достигается тем, что восстановление прецизионной поверхности распылителя форсунки двигателя внутреннего сгорания заключается в перераспределении металла горячим пластическим деформированием на изношенную прецизионную образующую поверхность запирающих конусов иглы и распылителя, корпуса распылителя и иглы. После горячей пластической деформации прецизионная поверхность подвергается нормализации в карбюризаторе.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что после горячей пластической деформации прецизионная поверхность подвергается нормализации в карбюризаторе.

Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявляемых решений не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не выявило в них признаки, отличающие заявляемые решения от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Изобретение поясняется графическим изображением, на котором представлен распылитель форсунки двигателя внутреннего сгорания, состоящий из корпуса 1. Внутри корпуса в продольном направлении размещена игла 2. Запирающий конус иглы 3 сопряжен в закрытом состоянии с запирающим конусом распылителя 4.

Способ восстановления прецизионной поверхности распылителя форсунки двигателя внутреннего сгорания реализуется следующим образом.

Для восстановления прецизионной поверхности производят нагрев корпуса 1 распылителя до температур 850°С. В результате горячей пластической деформации происходит перераспределение металла с неработающих поверхностей: запирающих конусов иглы 3 и распылителя 4, корпуса 1 распылителя и иглы 2 на изношенные ее участки.

После чего распылитель подвергают термической обработке, включающей последовательно проведенные процессы:

- Нормализация в карбюризаторе путем нагрева корпуса распылителя до температуры 900°С в течение 3 ч с охлаждением на воздухе.

- Закалка с выдержкой в течение 3 ч при 910°С и охлаждением в масле.

- Отпуск с выдержкой при 570°С в течение 4 ч и охлаждением на воздухе.

Нагрев при термической обработке осуществляют в электрической печи Т-240, размещая на поддоне не более 100 распылителей.

В завершении проводят абразивную зачистку распылителя, выполняют контроль твердости у 5% деталей от партии по диаметру отпечатка (согласно ТУ 3-514-88, требуется диаметр отпечатка 3,4-3,8 мм) и контроль механических свойств в объеме - 1 деталь от партии не более 500 штук.

Для подтверждения правильности технологического процесса пластической деформации производится выборочная проверка восстановленной партии распылителей в количестве 5 штук.

Перед восстановлением и после него проверяются все геометрические размеры по толщине и длине в местах износа рабочих поверхностей седла распылителя и конической запорной части иглы.

Размеры после восстановления соответствуют допускаемым значениям, которые составляют согласно техническим условиям (ТУ ГОСТ 106.00.002-2): по толщине 31-33,5 мм, по длине 73-76 мм.

При усталостных испытаниях восстановленных распылителей на циклический изгиб нагрузка передается перпендикулярно рабочей поверхности распылителя посредине между опорами и по краям распылителя. Испытательная нагрузка выбиралась из условия обеспечения эквивалентности эксплуатационного нагружения по спектру продольных сил, воспринимаемых распылителем по всей характеристике топливоподачи. Испытания проводились при знакопостоянном цикле нагружения со средней нагрузкой P_cp.=65 кгс, максимальной - P_max=90 кгс, минимальной P_min=40 кгс.

Усталостная прочность восстановленных нормализацией, после пластической деформации распылителей, повысилась, по сравнению с новыми распылителями в среднем на 10%. Кроме того, установлено, что число циклов нагружения, выдержанных восстановленными распылителями до разрушения, имеет меньший разброс - до 15% (против разброса в 25% у новых распылителей), что также обеспечивает им повышенную эксплуатационную надежность.