Способ регулирования впрыска топлива в дизель и устройство для его осуществления (его варианты)

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4036172/06 (22) 10.03.86 (46) 30.03.93. Бюл. М 12 (71) Пензенское производственное обьединение по дизелям и турбокомпрессорам

"Пенздизельмаш" (72) В.Г.Путилин (56) Балакин В.И. и др. Топливная аппаратура быстроходных дизелей, Л,: Машиностроение, 1967, с.87, рис. III.9.

Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. т,!1!. Зубчатые механизмы. М.; Наука, 1973.

„(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВПРЫСКА

ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬ И УСТРОЙСТВОДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение м.б. использовано в двигателях, работающих по газожидкостному процессу. Цель изобретения — улучшение параметров процесса впрыска на частичных режимах, В период подъема плунжера до геометрического начала подачи топлива увеличивают угловую скорость кулачкового вала насоса относительно его скорости вращения, определяемой передаточным числом привода насоса, при сохранении неизменной средней скорости вращения вала насоса между соседними циклами, Возникающее при этом рассогласование углового положения вала насоса относительно коленчатого вала дизеля к моменту

% геометрического начала подачи топлива

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливовпрыскивающим системам, и может быть использовано для регулирования впрыска топлива в дизель или двигатель, работающий по газожидкостному процессу.

„„. Ж„„1512228 А1 (5!)5 F 02 0 1/00, F 02 М 39/00 компенсируют путем смещения фактической фазы впрыска в сторону запаздывания в соотв. с сокращением времени прохождения плунжера от начала до конца периода разгона вала насоса. В устройствах для осуществления способа в кинематическую цепь привода вала насоса встроен зубчато-кулачковый механизм, конический кулачок к-рого спрофилирован для обеспечения номинальных скоростей плунжера. Цапфы кулачка размещены в опорах ступицы шестерни привода насоса. Кулачок приводится эпи- ) циклической передачей, состоящей из шестерни, заклиненной на оси кулачка, и неподвижной шестерни, соосной с шестерней привода насоса. Через поводок и ведомый вал движение от кулачка передается на вал топливного насоса, к-рый в результате сложения движений на поверхности кулачка совершает колебательные движения относительно перемещения, сообщаемого ему О шестерней кинематической цепи привода,.

Ролик поводка перемещается относительно ) кулачка и устанавливается на определенном профиле в соотв. со скоростным режимом дизеля по сигналу датчика скорости, Криво- (О линейный паз корректирует угловое положение вала насоса относительно коленчатого вала в соотв. с величиной подьема профиля кулачка к началу подъема профиля кулачка к началу геометрической подачи топлива, 3 с. и 11 з,п.ф-лы, 13 ил.

Цель изобретения — улучшение параметров процесса впрыска топлива на частичных режимах путем увеличения скорости плунжера в период его подъема до геометрического начала подачи топлива относительно скорости, определяемой профилем

1512228 кулачка насоса при сохранении неизменной средней скорости вращения вала насоса между соседними циклами.

На фиг. 1 представлены зависимости подъема, скорости и ускорения плунжера от угла поворота вала насоса, а также угловой скорости и ускорения плунжера от угла поворота вала насоса, и времени ее изменения в пределах одного цикла на номинальном и частичном скоростных режимах при криволинейном законе изменения скорости плунжера на участках до геометрического начала подачи и после геометрического конца подачи топлива; на фиг,2 — те же зависимости при линейном законе изменения скорости на участках до геометрического начала подачи и после геометрического конца подачи топлива; на фиг.3 — зависимости пути и скорости плунжера на частичном скоростном режиме от угла поворота коленчатого вала двигателя, относящиеся к известному и предлагаемому способу (зависимости показывают необходимость изменения заклинки вала насоса в сторону запаздывания); на фиг.4 — предлагаемое устройство, продольный разрез, на фиг.5 — то же, поперечный разрез; на фиг.б — устройство с наружным расположением ступицы рычажного толкателя, вариант; на фиг,7 — механизм изменения заклинки вала насоса с валом дизеля с ведущим элементом в виде штифтов и ведомым в виде винтовых пазов, разрез; на фиг. 8 — развертка винтового паза ведомого элемента, показанного на фиг.7; на фиг,9— профиль кулачка пульсатора при регулировании угловой скорости вала насоса в соответствии с диаграммой ж" = f(к) на фиг,2; на фиг.10 — профиль кулачка насоса с фазовыми углами, показанными на фиг.2; на фиг.11 — два положения кулачка пульсатора и два соответствующих положения ролика в момент геометрического начала подачи при поминальном режиме работы (основная линия) и при частичном скоростном режиме (штрихпунктирная линия); на фиг. 12 — механизм изменения скорости плунжера при трехступенчатом регулировании угловой скорости вала насоса, вариант; на фиг,13— то же, поперечный разрез, .

На фиг, 1 введены следу ощие обозначения: диаграмма 1 перемещения h плунжера на номинальном режиме работы, диаграмма 2 изменения скорости Ч, плунжера на номинальном режиме работы, диаграммы 3 и 4 ускорения j< плунжера на номинальном режиме соответственно на участках р1 и р2 подьема до геометрического начала подачи и снижения скорости плунжера после угла геометрической подачи р, диаграмма

5 угловой скорости вг.р. вала насоса на рассматриваемом частичном режиме работы дизеля, определяемой передаточным числом вала, насоса, диаграмма 6 скорости

Ч v. р плунжера при угловой скорости ац.рвала насоса,,диаграмма 7 изменения угловой скорости иР вала насоса при работе механизма изменения скорости плунже10 ра в период впрыска топлива в предлагаемом способе на данном частичном режиме вч.р работы дизеля, диаграмма 8 времени

t< поворота вала насоса на номинальном .режиме работы дизеля в пределах цикла изменения угловой скорости вала насоса, диаграмма 9 времени t . p на рассматриваемом частичном режиме работы дизеля при угловой скорости t ч, р вала насоса, диаграмма 10 времени t" поворота вала насоса при регулировании угловой скорости вала насоса согласно диаграмме 7, диаграммы 11 и 12 изменения скорости V плунжера соответственно на участках о1 иу2 в функции угла поворота вала насоса при регулировании

50 угловой скорости вала насоса согласно диаграмме 7, диаграммы 13 и 14 изменения скорости Ч плунжера в функции времени соответственно на участках р> и щ при регулировании угловой скорости вал" насоса согласно диаграмме 7, диаграммы 15 и 16 изменения ускорения ), при регулировании угловой скорости вала насоса согласно диаграмме 7, угол а * подъема профиля топливного кулачка, угол а ц цикла изменения угловой скорости вала насоса, На фиг, 2 приняты те же обозначения, что и на фиг.1, сущность дополнительно вве денных углов р rì.р, А5 и о6 видна на фиг.2.

На фиг.3 приняты те же обозначения, что и на фиг,2, и дополнительно угол р<, поворота коленчатого вала дизеля, верхняя мертвая. точка (BMT) 17 поршня, угол 18 начала впрыска топлива, диаграмма 19 скорости плунжера в функции угла поворота коленчатого вала дизеля при регулировании угловой скорости в вала насоса согласно диаграмме в на фиг,2, диаграмма 20 подьh ема плунжера, перестроенная из диаграммы 1 в соответствии с регулированием угловой скорости м вала насоса согласно диаграмме на фиг.2, сц — угол поворота коленчатого вала дизеля в течение цикла между работой двух смежных цилиндров (показаны! и V цилиндры}, ад соответствует углу сц на диаграмме фиг.2, Способ регулирования впрыска топлива в дизель, оснащенный топливным насосом с эолотниковым или клапанным регулирова1512228

50 нием подачи и приводом плунжера от кулачкового вала, кинематически связанного через привод насоса с коленчатым валом дизеля, заключается в том, что на данном скоростном режиме изменяют скорость плунжера в период впрыска топлива относительно скорости, определяемой профилем кулачка привода плунжера, При этом в период подъема плунжера до геометрического начала подачи топлива увеличивают угловую скорость кулачкового вала насоса относительйо его скорости вращения, определяемой передаточным числом привода насоса, а возникающее при этом рассогласование углового положения вала насоса относительно коленчатого вала дизеля к моменту геометрического начала подачи топлива, равное

1 ч ю (Ä) в».ср. где h,ð» — угол рассогласования валов насоса и дизеля за период разгона вала насоса; ф ».p». — угол поворота вала насоса за период разгона до геометрического начала подачи топлива, ⻠— угловая скорость вала насоса, опI ределяемая передаточным числом привода насоса; в». р" — средняя угловая скорость вала насоса за период разгона, компенсируют путем смещения фактической фазы впрыска в сторону запаздывания в соответствии с сокращением времени прохождения плунжера от начала до конца периода разгона вала насоса.

Способ дополнительно отличается тем, что для насосов с золотниковым и клапанным регулированием подачи рассогласование углового положения валов насоса и дизеля компенсируют при помощи коррекции заклинки вала насоса с коленчатым валом дизеля.

Дополнительные отличия способа заключаются также в том, что, во-первых, для насосов с золотниковым регулированием подачи рассогласование углового положения валов компенсируют при помощи соответствующего профилирования верхней кромки плунжера, ва-вторых, что для насосов с золотниковым регулированием подачи рассогласование углового положения валов компенсируют при помощи комбинаций коррекции заклинки вала насоса с коленчатым валом дизеля и соответствующего профилирования верхней кромки .плунжера, в-третьих, что для насосов с клапанным регулированием подачи рассогласование углового положения валов компенсируют при

Д0

40 помощи соответствующей коррекции закрытия клапана, определяющего начало подачи топлива, и, в-четвертых, чта для насосов с клапанным регулированием дополнительно компенсируют рассогласование углов:::: о положения валов при помощи коррекции заклинки вала насоса с коленчать м валом дизеля.

Типичными для большинства систем топливоподачи я вл я ются характеристики, когда к моменту перекрытия впускного отверстия во втулке скорость движения плунжера достигает максимума и далее сохраняется постоянной в течение всего нагнетательного хода плунжера, по окончании которого скорость падает, а плунжер приходит в крайнее верхнее положение (см.фиг.1 и 2). На участке pi механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива (пульсатор) увеличивает угловую скорость вала насоса с вч,р до в по линейному закону (диаграмма 7 на фиг.1), при этом скорость плунжера \ф е конце участка р1 достигает величины на номинальном режиме работы дизеля. На участке р- пульсатор поддерживает угловую скорость вала насоса, равной номинальной 04 (участок

АС на диаграмме 7 на фиг,1), тогда как при вод насоса может обеспечить только скорость в ч.р.

При этом на частичном скоростном ре. жиме скорость плунжера на участке рг равна номинальной, в то время как пр обычном приводе вала насоса она определялась бы диаграммой 6. На участке pz пульсатор сбрасывает скорость вращения вала насоса с а до в,.р, На участке а1 пульсатор снижает скорость вращения вала насоса до скорости в уды ниже скорости в ч,р.. Yi

h далее поддерживает ее постоянной на уча стке а . На участке аз пульсатор вновь повышает скорость вращения вала насоса до вч.р.. и выдерживает ее постоянной на участке а между циклами работы двух смежных цилиндров дизеля.

Введение на диаграмме 7 на фиг,1 участка а2 с угловой скоростью в мин необхои димо для согласования углового положения вала насоса с коленчатым валом дизеля перед следующим циклам впрыска топлива.

Диаграмма 10 на фиг.1 показывает, чта время прохождения кулачком топливного насоса участков р1 р- и р2. ниже, чем по диаграмме 9, что соответствует оазнице в угловых скоростях вала насоса оУ и в, р

Указанное рассогласование па времени, а., следовательно, па угловому положению вала насоса относительно коленчатого вала

1512228 дизеля устраняется перед рабочим циклом следующего смежного цилиндра на участках Q1, а2 и аэ (диаграмма 10 на фиг.1). На участке аЭ время t становится равным времени тч.р, т.е. исходное положение валов топливного насоса и дизеля восстанавливается.

В связи с различием по времени t" и t>.p на участке р1 необходима корректировка момента заклинки вала насоса в сторону запаздывания начала подъема плунжера, чтобы сохранить принятое опережение подачи топлива в цилиндр при работе без пульсатора. Для насосов с регулированием подачи топлива при помощи плунжера и.его втулки такое изменение момента заклинки валов обязательно.

Необходимым условием осуществления способа регулирования впрыска является сохранение ускорений плунжера в допустимых пределах при изменении пульсатором . скорости вращения вала насоса на участках р1 и pz, что в предлагаемом способе реализовано при помощи диаграммы скорости, изменяющейся линейно на участке р1 разгона до номинальной скорости вц.р 0,3 и н с сохранением допустимой величины ускорений плунжера (диаграммы 15 и 16 на фиг.1).

Выбранный профиль кулачка обеспечивает пик максимальных ускорений в средней части участка р>, где

0,65, вн те искажение диаграммы скорости плунжера, вносимое пульсатором, не приводит к превышению допустимых ускорений плунжера, так как угловая скорость вала насоса еще значительно меньше номинальной и соответственно невелико. В конце же участка,, где скорость вала насоса а" приближается к номинальной, ускорения плунжера падают до нуля. Аналогичная зависимость обеспечивается и на участке ф, так как максимум ускорений приходится на зону малых значений скорости а — в конце учаh стка Р, а нулевая величина ускорений находится в зоне os= в .

Предлагаемый способ позволяет обеспечить на частичных режимах работы дизеля скорость плунжера, превышающую скорость плунжера на участке геометрической подачи на номинальном режиме (участок АВС диаграммы в на фиг. 1).

Вариант с трапецеидальной формой диаграммы скорости плунжера (см.фиг.2) позволяет иметь постоянные величины ускорения плунжера на участках его разгона р1 и торможения (диаграммы 3 и 4 на фиг.2). Для снижения величины ускорения на участке р1 в конце его принято плавное нарастание скорости вала насоса аР (диаграмма 7 на фиг.2). Если ускорения все же превышают допустимую величину (например, при числе цилиндров дизеля четыре и менее), то необходимо снижать уровень of

10 и скорость плунжера на участке р. или начинать разгон вала насоса пульсатором до начала участка ф1 . Для снижения ускорений на участке pz сброс скорости of (диаграмма

7 на фиг.2) начинают по прохождении не всего участка pz, а только части его, При этом сброс скорости на участке аэ происходит только за счет уменьшения частоты вращения вала насоса, что снижает величину ускорения плунжера, 20 В конце участка а6, начиная с точки В,, уменьшение скорости плунжера происходйт как за счет профиля топливного кулачка, так и за счет пульсатора, что дает излом кривой ускорений с увеличением их точки В

25 до точки С (диаграмма 16 на фиг.2). Однако, поскольку угловая скорость вала насоса в точке В1 значительно снижена, ускорения в точке С ниже, чем на номинальном режиме, Далее величина ускорения снижается в свя30 зи с уменьшением угловой скороСти вала насоса.

При работе с пульсатором или без него величина подьема плунжера, при которой он перекрывает впускное окно во втулке, постоянна — точка А на диаграммах 1и 20 нэ фиг.3. Угол же поворота коленчатого вала дизеля от начала подъема плунжерэ (точка

В и С на диаграммах 1 и 20 соответственно) до геометрического начала подачи топлива

40 различен вследствие разной скорости вала насоса на этих участках по диаграмме of (см.фиг.2). Разница в положении точек В и С (см.фиг.3) определяет требуемый угол

Лр„ изменения заклинки вала насоса с коленчатым валом дизеля для данного частичного режима относительно эаклинки валов с данн,ым приводом насоса при сохранении угла опережения впрыска топ50 лива, Однако, при работе с пульсэтором целесообразно уменьшение угла опережения вследствие сокращения продолжительности впрыскэ топлива, Устройство регулирования впрыска топлива в дизель, оснащенный топливным насосом 21 с золотниковым или клапэнным регулированием подачи и приводом плунжера от кулэчкового вала 22, кинематически связанного через привод насоса 21, включающий установленную в корпусе 23 привода

f 512228

10 занный с ним через сервомеханизм 46 механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива относительно скорости, определяемой профилем кулачка 27 привода плунжера.

20

25 ния конического кулачка 28 относительно

30 ведомой шестерни 24, эпициклическую передачу, подвижная шестерня 33 которой

45

50 чажного толкателя 35 свободно размещен в

55 радиусном окне 52, выполненном в ступице на кулачковом валу 22 ведомую шестерню

24, с коленчатым валом дизеля, содержит блок 25.управления с рычагом 26 и связанный с блоком 25 механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива относительно скорости, определяемой профилем кулачка 27 привода плунжера.

Механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива содержит конический кулачок 28 с объемным профилем, переменным вдоль оси усеченного конуса, сопряженнйй как большим 29, так и мень шим 30 основаниями с цилиндрическими участками, соответствующими режимам холостого хода и номинала, две цапфы 31, соосные с цилиндрическими участками кулачка 28 и расположенные со стороны каждого из них в ступице 32 ведомой шестерни

24 с радиальным смещением относительно ее оси с возможностью вращения конического кулачка 28 относительно ведомой шестерни 24, эпициклическую передачу, подвижная шестерня 33 которой консольно закреплена на одной из цапф 31 конического кулачка 28 и введена во внутреннее зацепление с неподвижной шестерней 34, закрепленной на корпусе 23 привода с передаточным отношением, равным числу цилиндров дизеля, рычажный толкатель 35 с закрепленным на нем роликом 36, взаимодействующий с коническим кулачком 28, ведомый вал 37,. установленный внутри ступицы 32 ведомой шестерни 24 с возможностью вращения и осевого перемещенйя относительно нее, на котором жестко закреплен рычажный толкатель 35, полумуфту

38, снабженную ведущим элементом 39, сопряженным с соответствующим ведомым элементом 40, выполненным на кулачковом валу 22 топливного насоса 21, и связанную 4 с одной стороны с блоком 25 управления, а с другой — жестко с ведомым валом 37, и торсионный вал 41, свободно размещенный внутри ведомого вала 37 и полумуфты 38 и жестко с предварительным скручиванием связанный с одной стороны с кулачковым валом 22, а с другой. стороны — со ступицей

32 ведомой шестерни 24, которая установлена в опорных подшипниках 42, закрепленных в корпусе 23 привода, На полумуфте 38 выполнен кольцевой паз 43, в котором размещен конец 44 рычага

26 блока 25. Ступица 32 ведомой шестерни

24 для устранения дисбаланса от конического кулачка 28 снабжена противовесами 45, размещенными во внутренней части ступицы 32 со стороны, противоположной кулачку

28, Вариантом описанного является устройство регулирования впрыска топлива в дизель (см.фиг.6), оснащенный топливным насосом 21 с золотниковым или клапанным регулированием подачи и приводом плунжера от кулачкового вала 22, кинематически связанного через привод насоса 21, включающий установленную в корпусе 23 на кулачковом валу 22 ведомую шестерню 24, с коленчатым валом дизеля, которое содержит блок 25 управления с рычагом 26 и свяМеханизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива содержит (см.фиг.6) конический кулачок 28 с объемным профилем, переменным вдоль оси усеченного конуса, сопряженный как большим

29, так и меньшим 30 основаниями с цилиндрическими участками, соответствующими режимам холостого хода и номинала, две цапфы 31, соосные с цилиндрическими участками кулачка 28 и расположенные со стороны каждого из них в ступице 32 ведомой шестерни 24 с радиальным смещением относительно ее оси с возможностью вращеконсольно закреплена на одной иэ цапф 31 конического кулачка 28 и введена во внутреннее зацепление с неподвижной шестерней 34, закрепленной на корпусе 23 привода с передаточным отношением, равным числу цилиндров дизеля, рычажный толкатель 35 в виде выполненных заодно ступицы 47, изогнутого кронштейна 48 и проушины 49 с установленным в ней роликом 36, взаимодействующим с коническим кулачком 28, ведомый вал 37, жестко связанный с кулачковым валом 22 насоса 21, установленный внутри ступицы 32 ведомой шестерни

24 с возможностью вращения относительно нее, на котором за наружными габаритами ступицы 32 ведомой шестерни 24установлена с возможностью осевого перемещения ступица 47 рычажного толкателя 35, снабженная ведущим элементом 50, сопряженным с соответствующим ведомым элементом 51, выполненным на ведомом валу 37, при ем изогнутый кронштейн 48 ры32 ведомой шестерни 24, дуга которого превышает максимальное значение дуги размахр толкателя 35 в рабочем диапазоне изменения скорости плунжера насоса 21, а ступица 47 толкателя 35 сзязана с блоком 25 управления и

1512228

12 леремещение ролика 36. Частичным раино нагружена пружиной 53 в направлении к большему основанию 29 конуса кулачка 28, В первом варианте устройства (см,фиг.4) ведущий элемент 39 и соответствующий ведомый элемент 40 выполнены в виде винтовых шлицев. Кроме того, в первом варианте устройства. ведомый элемент

40 может быть выполнен в виде (см.фиг.7 и

8) винтовых пазов 54 с переменным углом наклона образующей винтовой линии, а ведущий элемент 39 — в виде закрепленных в ней соответствующих выступов-штифтов 55, размещенных в винтовых пазах 54 кулачконого вала 22.

Во втором варианте устройства ведущий элемент 39. ступицы 47 рычажного толкателя 35 и соответствующий ведомый элемент 51 на ведомом валу 37 выполнены в виде (см.фиг.6) винтовых шлицев, Кроме того, во втором варианте устройства ведомый элемент 51 может быть выполнен в виде винтовых пазов с переменным узлом наклона образующей винтовой линии, а ведущий элемент 50 — в виде закрепленных в ней соответствующих выступов-штифтов, размещенных в винтовых пазах ведомого вала

37, Как в первом, так и во втором вариантах устройства. профиль конического кулачка 28 механизма изменения скорости плунжера выполнен с числом участков, равным числу принятых ступеней регулирования, а блок

25 управления (см,фиг.6) снабжен соответствующим рядом фиксированных положеУстройство работает следующим образом.

При вращении ведомой шестерни 24 (см.фиг.4), приводимой от коленчатого вала дизеля, движение на ролике 36 рычажного толкателя 35 складывается из перемещения шестерни 24 и дополнительного перемещения при вращении конического кулачка 28 вокруг своей оси от шестерен 33 и 34 эпициклической передачи. Переменный по длине профиль конического кулачка 28 обеспечивает возможность изменения дополнительного перемещения рычажного толкателя 35 при различных скоростных режимах работы дизеля. На номинальном режиме ролик 36 рычажного толкателя 35 работает на цилиндрической час и кулачка

27, в результате чего кулачковый вал 22 топливного насоса 21 вращается с постоянной скоростью, равной скорости вращения ведомой шеСтерни 24, а на режиме минимальных частот вращения дизеля — на.участке кулачка 27, обеспечивающем максимальное мам работы дизеля соответствуют промежуточные участки профиля кулачка 27.

Блок 25.управления (см.фиг.6) через рычаг 26, полумуфту 38 и ведомый вал 37 осу5 ществляет перемещение и установку рычажного толкателя 35 в соответствии с заданным скоростным режимом работы дизеля. При этом при перемещении полумуфты 38 изменяется угол заклинки вала 22

10 топливного насоса 21 относительно коленчатого вала дизеля.

Профиль кулачка 28 пульсатора (см. фиг.9) обеспечивает диаграмму угловой скорости кулачкового вала 22 насоса 21 в соот15 ветствии с графиком 7 на фиг.2 дляшестицилиндрового дизеля. На участке р1 при подъеме профиля кулачок 28обеспечивает дополнительное перемещение рычажного толкателя 35, увеличивающее угловую

20 скорость с вч.р = 0,3 вн до в в конце участка р1, на участке со r.g.p. скорость сохраняется постоянной и равной в, далее на участках ац и а1 скорость падаетдо N мин, хотя подъем профиля кулачка 28 еще про25 должается. На участке а за счет равномерного снижения профиля (например по кардиоиде) скорость поддерживается постоянной N Mg, а с выходом профиля на цилиндрический участоК радиуса RH

30 (см.фиг..9) скорость ведомого вала 37 вновь увеличивается с вмин до ш ч.р (участок профиля аз) и далее на участке а4 сохраняется неизменной.

Наложение фаз работы пульсатора на профиль кулачка вала 22 топливного насоса

21 (см.фиг.10) показывает, что начало и конец.опускания толкателя плунжера насоса 21 может быть выполнено на участках a1 +

40 а2+ + а4 при пониженной скорости вала

22 насоса 21. а между этими участками можно обеспечить плавное снижение профиля кулачка 27 топливного насоса 21 и тем самым "достигнуть низких ускорений плунже45

Из рассмотрения фиг.11, показывающей необходимость изменения заклинки вала насоса с коленчатым валом Дизеля, следует, что на номинальном режиме (сплошная линия) кулачок 28 пульсатора не изменяет угловой скорости вала 22 насоса

21, поскольку ролик 36 контактирует с цилиндрическим участком профиля. На частичном режиме (штрихпунктирная линия) ось . Il»" — И»", характеризующая положение рычажного толкателя 35, смещена на угол

Л р» относительно соответствующей оси t» — 1» на номинальном режиме, а положение вала 22 топливного насоса 21 относительно си.l»в — I »8, характеризующей положение оленчатого вала дизеля; сохраняется неиз13

1512228

10

Функция корректировки угла заклинки выполняется через ведущий 39 и ведомый

40 элементй соответственно полумуфты 38 и кулачкового вала 22 насоса 21. Причем, если элементы 39 и 40 выполнены в виде винтовых шлицев, то зависимость углового разворота ведомого вала 37 относительно вала 22 насоса 21 имеет линейный характер, тогда как требуется нелинейная зависимость, Поэтому в случае применения соединения элементов 39 и 40 через винтовые шлицы профиль кулачка 28 по длине должениметь нелинейный характер изменения и зависимость перемещения рычага 26 при перемене скоростного режима дизеля должна быть также нелинейной, В варианте соединения элементов 39 и

40 через криволинейный паз с штифтом (см.фиг.7 и 8) паз 54 (см.фиг.7) снабжен участками с различным углом наклона (см,фиг.12, участки АВ и ВС), что позволяет обеспечить линейность закона перемещения рычага 26 управления в зависимости от скоростного режима и оптимизировать соответствующее изменение угла опережения впрыска топлива, Вариант с трехступенчатым исполнени. ем профиля кулачка 28 (см.фиг,12 и 13) характеризуется следующими участками, на которых работает кулачок-28 пульсатора при переходе от номинального режима малых частот вращения; участок С предназначен для номинального и близкого к нему скоростного режимов, участок  — для промежуточных скоростных режимов, а участок А— для режима малых частот вращения.

Вариант исполнения устройства (см.фиг.6) имеет жесткое соединение кулачкового вала 22 насоса 21 с ведомым валом

37, например, с помощью фланцев, а угловое смещение валов 22 и 37 при работе осуществляется при помощи выполненных за одной целое ступицы 47, изогнутого кронштейна 48, проушины 49 с роликом 36, взаимодействующих с кулачком 28 пульсатора и ведомым валом 37 через ведущий элемент

50, например, в виде штифта, и ведомый элемент 51, например, в виде криволинейного на ведомом валу 37 паза. Ступица 47 и штифт 50 относительно соответственно вала 37 и паза 51 установлены подвижно, сокращается продолжительность впрыска топлива, что улучшает протекание рабочего процесса дизеля и снижает удельный расход топлива.

15 Изобретение дает возможность расширить эксплуатационный диапазон скоростных режимов транспортного дизеля и улучшить его динамические характеристики при установившихся режимах работы.

20 Повышение средней скорости впрыска

30

55 менным. Следовательно, для сохранения угла опережения впрыскэ топлива ведомый вал 37 (см.фиг.4) должен быть развернут относительно кулачкового вала 22 насоса 21 на угол А к в сторону запаздывания, что показывает необходимость соответствующего изменения угла заклинки вала насоса относительно вала дизеля.

Работа варианта устройства (см.фиг.6) осуществляется аналогично работе основного варианта (фиг.4).

Предлагаемые способ и устройство позволяютулучшить параметры процесса топливоподачи на частичных режимах и тем самым заметно повысить эффективность работы дизеля. Вследствие увеличения средней скорости движен ля плунжера на участке его активного хода повышается давление и при неизменном профиле кулачка топливного насоса дает возможность улучшить запуск дизеля особенно в холодных условиях.

Предлагаемое устройство при улучшении параметров процесса впрыска обеспечивает возможность более полного профиля кулачка топливного насоса, что снижаетуровень удельных контактных нагрузок на кулачок и повышает надежность насоса. Особую актуальность это преимущество имеет в условиях наметившейся в мировом двигателестроении тенденции к формированию рабочего процесса дизелей по величине среднего эффективного давления цикла.

Формула изобретения

1. Способ регулирования впрыска топлива вдизель,,оснащенный топливным насосом с золотниковым или клапанным регулированием подачи и приводом плунжера от кулачкового вала, кинематически связанного через привод насоса с коленчатым валом дизеля, заключающийся в том, что на данном скоростном режиме изменяются скорость плунжера в периоде впрыска топлива относительно скорости, определяемой профилем кулачка привода плунжера, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения параметров процесса впрыска топлива на частичных режимах, в период подъема плунжера до геометрического начала подачи топлива увеличивают угловую скорость кулачкового вала насоса относительно его скорости вращения, определяемой передаточным числом привода насоса, затем снижают скорость вала насоса так, что средняя скорость вращения вала насоса между соседними циклами впрыска сохраняется равной скорости, определяемой передаточным числом привода насоса, а возникающее при этом рассогласование уг15.

1512228 где Лр, — угол рассогласования валов насоса и дизеля за период разгона вала насо- . ско са; я3 угол поворота вала насоса за у,.раз са в период разгона до геометрического начала мех подачи топлива; в — угловая скорость вала насоса, 0п1 пер ределяемая передаточным числом привода, ски

15 мен насоса;. в .с " — средняя угловая скорость вала соп .Ср осн насоса за период разгона, компенсируют путем смещения фактичеми, ской фазы впрыска в сторону запаздывания ход в соответствии с сокращением времени про20 лин хождения плунжера от начала до конца пелож риода разгона вала насоса. сп7

2. Способ по п,1, отл и ч а ю щийс я сме тем, что для насосов с эолотниковым и кланос панным регулированием подачи рассогла- 25

25 сит сование углового положения валов насоса и эпи дизеля компенсируют при помощи корректер ции заклинки вала насоса с коленчатым наной лaм дизеля.

3, Способ по п.1, отличающийся ЭО шес тем, что для насосов с золотниковым регулированием подачи рассогласование углового чис положения валов компенсируют при помотел щи соответствующего профилирования верМОД хней кромки плунжера.

4. Способ по п,1, отличающийся тем, что для насосов с эолотниковым регулище рованием подачи рассогласование углового

Отн положения валов компенсируют при помокре щи комбинации коррекции заклинки вала

4О сна насоса с коленчатым валом дизеля м соответствующего профилирования верхней кромки плунжера.. топ

5. СпОсОб поп 1,Отличающийся тем, что для насосов с клапанным регулиро ванием подачи рассогласование углового положения валов компенсируют при помовал щи соответствующей коррекции закрытия клапана, определяющего начало.подачи ро топлива, 6. Способ по п.5,. отличающийся тем, что дополнительно компенсируют рассогласование углового положения валов при ПОмощи коррекции заклинки вала насоса с коленчатым валом дизеля.

7. Устройство регулирования впрыска топлива в дизель, оснащенный топливным насосом с эолотниковым или клапанным регулированием подачи и приводом плунжера от кулачкового вала, кииеивтически свив у лового положения вала насоса относительно коленчатого вала дизеля к моменту геометрического начала подач топлива, равное

4@k — фк.раз (1 — — ), Мс.ср. ного через привод насоса, включающий установленную в корпусе привода на кулачковом валу ведомую шестерню, с коленчатым валом дизеля, содержащее блок управления

5 с рычагом и связанным с блоком управления механизмом изменения скорости плунжера ериод впрыска топлива относительно рости, определяемой профилем кулачка водаплунжера,отличающееся тем,, с целью улучшения параметров процеспрыска топлива на частичных режимах, аниэм изменения скорости плунжера в иод впрыска топлива содержит коничей кулачок с объемным профилем, переным вдоль оси усеченного конуса, ряженный как большим, так и меньшим ованиями с цилиндрическими участкасоответствующими режимам холостого а и номинала, две-цапфы, соосные с цидрическими участками кулачка и распоенные со стороны каждого из них в пице ведомой шестерни с радиальным щением относительно ее оси с воэможтью вращения конического кулачка отноельно ведомой шестерни, циклическую передачу, подвижная шесня которой консольно закреплена на одиз цапф конического кулачка и введена внутреннее, зацепление с неподвижной терней, закрепленной на корпусе приа, с передаточным отношением, равным лу цилиндров дизеля, рычажный толкаь с закрепленным на нем роликом, взаиействующий с коническим кулачком, омый вал, установленный внутри ступиведомой шестерни с возможностью врания и осевого перемещения осительно нее, на котором жестко заплен рычажный толкатель, полумуфту, бженную ведущим элементом, сопрянным с соответствующим ведомым элентом, выполненным на кулачковом валу ливного насоса, и связанную с одной оны с блоком управления, а с другой— стко с ведомым валом, и торсионный вал, бодно размещенный внутри ведомого а и полумуфты и жестко с предварительм скручиванием связанный с одной стоны с кулачковым валом, а с другой роны — со ступицей ведомой шестерни, орая установлена в опорных подшипни, закрепленный в корпусе привода.

8. Устройство регулирования впрыска лива в дизель, Оснащенный топливным осом с золотниковым или клапанным реированием подачи и приводом плунжера кулачкового вала, кинематически связанго через привод насоса, включающий усновленную в корпусе привода на ачковом валу ведомую шестерню, с коФ

1512228 ленчатым валом дизеля, содержащее блок управления с рычагом и связанный с ним механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива относительно скорости, определяемой профилем кулачка привода плунжера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения параметров процесса впрыска топлива ha частичных режимах, механизм изменения скорости плунжера в период впрыска топлива содержит конический кулачок с объемным профилем, переменным вдоль оси усеченного конуса, сопряженный как большим, так и меньшим основаниями с цилиндрическими участками, соответствующими режимам холостого хода и номинала, две цапфы, соосные с цилиндрическими участками кулачка и расположенные со стороны каждого из них в ступице -ведомой шестерни с радиальным смещением относительно ее оси с возможностью врашения конического кулачка относительно ведомой шестерни, эпициклическую передачу, подвижная шестерня которой консольно закреплена на одной из цапф коническо.о кулачка и введена во внутреннее зацепление с неподвижной шестерней, закрепленной на корпусе привода, с передаточным отношением, равным числу цилиндров дизеля, рычажный толкатель в виде выполненных as одно целое ступицы, изогнутого кронштейна и проушины с установленным в. ней роликом, взаимодействующий с коническим кулачком, ведомый вал, жестко связанный с кулачковым валом йасоса, установленный внутри ступицы ведомой шестерни с возможностью вращения относительно нее, на котором эа наружными габаритами ступицы ведомой шестерни установлена с возможностью осевого перемещения ступица рычажного толкателя, снабженная ведущим элементом, сопряженным с соответствующим ведомым эле"ментом, выполненным на ведомом валу, причем изогнутый кронштейн рычажного толкателя свободно размещен в радиусном окне, выполненном в ступице ведомой шестерни, дуга которого превышает максимальное значение дуги размаха толкателя в рабочем диапазоне изменения скорости плунжера насоса, а ступица толкателя связана с блоком управления и нагру кена пружиной

5 в направлении к большему основанию конуса кулачка.

9.Устройство поп 7,отл ича ющеес я тем, что ведущий элемент полумуфты и соответствующий ведомый элемент кулач10 кового вала выполнены в виде винтовых шли цев.

10. Устройство по п.7, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что ведомый элемент кулачкового вала выполнен в аиде винтовых пазов с пе15 ременным углом наклона образующей винтовой линии, а ведущий элемент полумуфты — в виде закрепленных в ней соответствующих выступов-штифтов, размещенных в винтовых пазах кулачкового вала.

20 11.Устройство поп.8, отл и ч а ю щеес я тем, что ведущий элемент ступицы рычажного толкателя и соответствующий ведомый элемент нв ведомом валу выполнены в виде винтовых шлицев.

25 12.Уатройствопоп.8,отличающеес я тем, что ведомый элемент на ведомом валу. выполнен в виде винтовых пазов с переменным углом наклона образующей винтовой линии, е ведущий элемент ступицы

30 рычажного толквтеля — в виде закрепленных в ней соответствующих выступов-штифтов, размещенных в винтовых пазах ведомого вела.

35 13. Устройство по пп. 7 и 8, о т л и ч à ющ е е с я тем, что профиль конического кулачка механизма изменения скорости плунжера выполнен с числом участков, равным числу принятых ступеней регулирова40 ния,. а блок управления снабжен соответствующим рядом фиксированных положений.

14. Устройство по пп..7и 8, о т л и ч а ющ е е с я. тем, что на полумуфте или на

45 ступице рычажного толкателя выполнен кольцевой паз, в котором размещен конец рычага блока управления, f512228

1512228 г1

1512228

1512228

РаИершка аца

1512228

1512228

Составитель П.Покровский

Ф

Редактор Т. Горячева Техред M.Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 1964 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101