Устройство для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить эффективность путем оптимизации контроля рабочих параметров. Устр-во содержит роторный топливньй насос высокого давления, подвижный регулирующий элемент, топливоподкачивающш насос . Клапанный узел регулирования выполнен в виде клапана 12, установлен/////////////////////у/ с & 12 СО со со 00 00 а сн

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 F 02 М 59/34 1

; 1 бб 1.

° Ю 1 «„» б 1 ! б

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3933303/25-06 (22) 11.07.85 (31) 8411091 (32) 12.07.84 (33) (46) I5. .09. .87..,,Бюл. МФ 34 (71) Лукас Индастриз Паблик Лимитед

Компани (GB) (72) Жан — Клод Бонин (FR) (53) 621.038.5 (088.8) (56) Заявка Великобритании 11 2037365 А, кл. F 02 М 59/30, 1980.

„.,80„„1338786 А 3 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить эффективность путем оптимизации контроля рабочих параметров. Устр-во содержит роторный топливный насос высоко го давления подвижный регулирующий элемент, топливоподкачивающ п насос. Клапанный узел регулирования выполнен в виде клапана 12 установлен133 ного в нагнетающем топливопроводе 6, и клапана 13, установленного в сливном топливопроводе 7. Электромагнитный привод 11 снабжен электронной управляющей системой 14. В топливопроводах 6 и 7 могут быть установлены дроссели. Последние позволяют ограничить мощность потока топлива, поступающего в управляющую полость 4 и иэ нее. В результате демпфируется

8786 движение регулирующего элемента 3 и повышается точность его регулирования. Запориые элементы клапанов 12 и 13 могут быть выполнены в виде сдвоенного золотника, связанного с системой 14. Клапан 12 открывается, когда нужно получить увеличение давления в управляющей полости 1, а клапан 13 открывается, когда нужно снизить давление. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, конкретнее к двигателестроению, а именно к топливов рыскивающей аппаратуре двигателей внутреннего () сгорания, и может быть использовано в устройствах для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания с роторным топливным насосом высокого давления. 1О

Цель и зоб ре тен ия — по выше ние эффективности путем оптимизации контроля рабочих параметров.

На фиг. l схематично изображено устройство для подачи топлива; на фиг. 2 — 4 — то же, варианты выполнения.

Устройство содержит роторный топливный насос высокого давления !, связанный через приводной вал 2 г. 20 двигателем для синхронной работы с ним и имеющий чувствительный к давлению топлива подвижный регулирующий элемент 3 с управляющей полостью 4, топливоподкачивающий насос 5, также 25 работающий синхронно с двигателем и устройством, и топливопроводы, один из которых — нагнетающий 6, связывающий линию нагнетания топливоподкачиI вающего насоса 5 с управляющей по- З0 лостью 4, а другой — сливной 7, связывающий управляющую полость 4 со сливом, и третий топливопровод 8, связывающий нагнетающую. линию топливоподкачивающего насоса 5 с выпускными каналами 9, расположенными в корпусе 10 насоса 1. Устройство состоит также из клапанного узла регулирования с электромагнитным приводом 11. Клапанный узел регулирования 40 выполнен в виде первого клапана 12, установленного в нагнетающем топливопроводе 6, и второго клапана 13, установленного в сливном топливопроводе 7. Электромагнитный привод 11 может быть снабжен электронной управляющей системой 14, а в нагнетающем 6 и спивном 7 топливопроводах могут быть установлены дроссели 15 и 16, установленные по ходу топлива после первого 12, а также до и после второго 13 клапанов соответственно. Запорные элементы первого 12 и второго 13 клапанов могут быть выполнены в виде сдвоенного золотника 17, связанного с электронной системой 14 управления.

Кроме того, запорный элемент 18 первого клапана 12 может быть снабжен управляющим элементом 19 и подвергаться воздействию давления топлива, создаваемого топливоподкачивающим насосом 5. Приводной вал 2 роторного топливного насоса выполнен за одно целое с кольцевым элементом 20 большего диаметра, в котором размещен передний конец регулирующего элемента 3, выполняющего также функции распределителя ° Другой конец ре гулирующего элемента 3 с управляющей полостью 4 размещен в корпусе 10 роторного насоса °

Регулирующий элемент 3 выполнен с возможностью вращательного и осевого перемещения относительно корпуса. Вращательное перемещение регулирующего элемента 3 осуществляется от приводного вала 2 через узел сопряжения, состоящий из радиальных пазов с внутренней наклонной полярностью в кольцевом элементе 20, диаметрального отверстия 21 в переднем конце регулирующего элемента 3, плунжеров 22, разз 13387 мещенных в диаметральном отверстии 21, и толкателей, включающих расположенные в радиальных пазах кольцевого элемента 20 с возможностью радиального перемещения по его наклонным поверхностям башмаки 23 с роликами 24 на их внешних концах. Ролики 24 служат

86 для зацепления с поверхностью окружающего их кольцевого кулачка (не rio- 10 казан 1. На внутренних концах башмаки закреплены с плунжерами 22 и имеют дополнительные наклонные поверхности для сопряжения с наклонными поверхностями кольцевого элемента. Таким образом осевое положение башмаков 23 с роликами 24 относительно кольцевого элемента 20 определяет максимальное движение наружу плунжеров 22 и максимальную величину подаваемого топлива в этом положении. Межплунжерная часть диаметрального отверстия связана через проход 25 с вытянутой в продольном направлении на наружной поверхности регулирующего элемента 3 25 канавкой 26. Канавка 26 может поочеВ случае любых утечек топлива в полость 4 из выпускных каналов или канавки 26 вдоль рабочего зазора между регулирующим элементом 3 и корпу— сом 10 приводит к увеличению давления в полости 4 и таким образом побуждает регулирующий элемент 3 уменьшить количество топлива, подаваемого в двигатель. Чтобы избежать необоснованного увеличения подачи топлива в двигатель в случае отказа электронной управляющей системы под действием пружины 27 в топливопроводе, связывающем топливоподкачивающий насос 5 с впускными каналами 9 насоса 1, устанавливается аварийный отсечной клапан. редно совпадать с расположенными в корпусе 10 впускным 9 или выпускным (не показан ) каналами ° Осевое перемещение регулирующего элемента 3 осуществляется под действием давления топлива в управляющей полости 4 и пружины 27 сжатия, размещенной в выемке приводного вала 2. Когда регулирующий элемент 3 перемещается под действием пружины 27, плунжеры 22 мо35 гут продвигаться дальше наружу, тем самым большая порция топлива помещается в межплунжерной части диаметрального отверстия 21 которая при следующем движении плунжеров внутрь подается в двигатель.

Электронная управляющая система определяет величину тока в электромагнитном приводе 11 клапанов 12 и 13

45 в соответствии с рядом рабочих параметров двигателя и требуемых рабочих параметров устройства.

Устройство работает следующим образом.

При изменении давления в нагнетающей линии топливоподкачивающего насоса 5 меняется аксиальное положение регулирующего элемента 3, что приводит к колебаниям в количестве топли55 ва, подаваемого устройством. Чтобы не произошло этик нежелательных колебаний, управляющая электронная система 14 открывает первый 12 или второй 13 клапаны. Клапан 12 открывается, когда нужно получить увеличение давления в управляющей полости 1, а клапан 13 — когда нужно снизить давление. Если клапаны 12 и 13 закрыты, в полости 4 создается гидравлическое замыкание и прекращается движение регулирующего элемента 3 под действием приложенных к нему сил. Управляющая полость 4 изолирована за исключением того случая, когда клапан 12 открыт, то любых изменений в давлении в нагнетающей линии топливоподкачивающего насоса 5.

Управляющая система 14 открывает один из клапанов 12 или 13 в то время, когда риск неправильной установки из-за колебаний давления или из— за приложения механической силы является наименее вероятным, поэтому управление клапанами должно осуществляться в период одного цикла работы устройства. Установка в топливопроводах 7 и 8 дросселей 15 и 16 позволяет ограничивать мощность потока топлива, поступающего в управляющую полость 4 и из нее. В результате демпфируется движение регулирующего элемента 3 и повышается точность его регулирования.

Если запорные элементы клапанов 12 и 13 выполнены в виде сдвоенного золотника 17 с центральной канавкой, сообщенной с управляющей полостью 4, а золотник в среднем положении перекрывает оба клапана 6 и 7, электромагнитный привод должен быть способен удерживать золотник в среднем положении и для этой цели может быть использовано соленоидное устройство или шаговый двигатель.

1338786

Клапаны 12 и 13 устроены так, что они движутся к закрытому положению при остановке двигателя и поэтому регулирующий элемент 3 закрыт, оператор обнаруживает любую неисправность отсечного клапана по. поведению двигателя при его остановке. Отсечной клапан должен осматриваться каждый раз при остановке двигателя для сведения 10 риска его несрабатывания к минимуму.

В случае, если дроссель 16 выполнен в виде двух последовательных сопротивлений, то можно обеспечить аварийную работу двигателя в том случае, 15 если один из клапанов 12 и 13 не срабатывает в открытом положении. Другой клапан может работать, осушегтвляя определенный контроль за давлением в полости 4 и за количеством топлива, подаваемого устройством в двигатель.

Если запорный элемент первого клапана 12 снабжен отдельным управляющим элементом 19 и подвергается воздействию давления, создаваемого топливоподкачивающим насосом 5, то дроссель 16 устанавливается после второго клапана 13. В случае неисправности управляющей системы и прекращения подачи тока на элемент 19 регулирующий элемент 3 автоматически сдвигается в положение меньшей подачи топлива независимо от того, имеется ли в устройстве аварийный отсечной клапан.

Однако управляющая система выполнена таким образом, что в случае. ее неис35 правности она обеспечивает подачу незначительного тока на элемент 19 для закрытия клапана 12, клапан 13 находится в открытом положении. Теперь

40 при запуске двигателя регулирующий элемент 3 в результате действия пружины 27 находится в положении максимальной подачи топлива и двигатель запускается, но поскольку давление на

45 линии нагнетания топливоподкачивающего насоса увеличивается, при определенном значении открывается запорный элемент клапана 12 и топливо поступает в управляющую полость 4. Это вызы50 вает перемещение регулирующего элемента 3 в направлении положения наименьшей подачи топлива, но окончательное положение распределителя зависит от давления в полости 3, а по— следнее зависит от давления, создаваемого топливоподкачивающим насосом 5, величины сопротивления, соз— данного клапаном 12 и дросселем 16.

Все эти величины можно подобрать так, чтобы двигатель работал на безопасной скорости.

Такое выполнение устройства для подачи топлива в двигатель повьппает эффективность его работы путем оптимизации контроля рабочих параметров.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Устройство для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее связанный с двигателем роторный топливный насос высокого давления, работающий с ним синхронно и имеющий чувствительный к давлению подвижный регулирующий элемент с управляющей полостью, топливоподкачивающий насос, работающий синхронно с двигателем, топливопроводы, один из которых — нагнетающий, связывающий топливоподкачивающий насос с управляющей полостью, а другой — сливной, связывающий управляющую полость со сливом, и размещенный в топливопроводах клапанный узел регулирования с электромагнитным приводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности путем оптимизации контроля рабочих параметров, клапанный узел регулирования выполнен в виде первого клапана, установленного в нагнетающем топливопроводе, связывающем топливоподкачивающий насос с управляющей полостью, и второго клапана, установленного в сливном трубопроводе, соединяющем управляющую полость со сливом, причем первьп» и второй клапаны выполнены с возможностью одновременного перекрытия топливопроводов и запирания óïравляющей полости за исключением того случая, когда осуществляется изменение положения чувствительного элемента к давлению регулирующего элемента.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что электромагнитньп привод клапанного узла регулирования снабжен электронной управляющей системой.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что запорные элементы первого и второго клапанов клапанноro узла регулирования выполнены в виде сдвоенного золотника, а электромагнитный привод снабжен электронной управляющей системой.

1338786

1б

<ие 2

4. Устройство по пп. 2 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждьп из топливопроводов снабжен дросселем.

5. Устройство по и. 2, о т л и — ч а ю щ е е с я тем, что топливопровод, соединяющий управляющую полость со сливом, снабжен дросселем, а запорньп элемент первого клапана снабжен управляющим элементом и подвергается воздействию давления, создаваемого топливоподкачивающим насосом.

1338786

Фиг 4

Составитель В.Долгов

РедактоР Л.ПчолинскаЯ ТехРед И Попович Корректор В,Бутяга

Заказ 4151/59 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4