Система подачи топлива в дизельный двигатель

 

Использование: двигателестроение, в частности топливовпрыскивающая аппаратура для дизелей. Сущность изобретения: система подачи топлива в дизельный двигатель содериотГсекционный плунжерный насос 1 с полостями нагнетания, наполнения и отсечки, форсунки 3 с подыгольными 7 и надыгольными 8 полостями и перепускными клапанами 10, установленными в надыгольных плоскостях 8, основные 9 и дополнительные 11 топливопроводы, причем подыгольная полость 7 каждой форсунки 3 сообщена основным топливопроводом 9 с

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 02 M 59/44, 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4632032/06 (22) 06.01.89 (46) 30.08.92, Бюл. М 32 (71) Государственное малое научно-производственное предприятие "Агродизель" (72) Л,Н. Басистый. Е.Г. Пономарев, В.Г, Аляпышев, В.Д. Лукин, А.И. Довженко и Е.М. Катаев (56) Авторское свидетельство СССР

hb 11557744888888, кл. F 02 М 59/44, 1988. (54) СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, !Ж 1758271 А1 (57) Использование: двигателестроение, в частности топливовпрыскивающая аппаратура для дизелей. Сущность изобретения: система подачи топлива в дизельный двигатель содержит секционный плунжерный насос 1 с полостями нагнетания, наполнения и отсечки, форсунки 3 с подыгольными 7 и надыгольными 8 полостями и перепускными клапанами 10, установленными в надыгольных плоскостях 8, основные 9 и дополнительные 11 топливопроводы, причем подыгольная полость 7 каждой форсунки 3 сообщена основным топливопроводом 9 с

1758271 нусе

2О

40 полостью нагнетания, а полости наполнения и отсечки каждой секции насоса выполнены за одно целое и сообщены через перепускной клапан 10 с надыгольйой полостью 8 соответствующей форсунки 3, между полостями наполнения-отсечки и полостью нагнетания выполнен канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открытия в стороИзобретение относится к двигателестроению и предназначается для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Известна система подачи топлива в дизель с гидравлическим нагружением иглы форсунки, содержащая два ппунжерных насоса высокого давления с нагнетатепьными клапанами. Причем топливо ог первого топливного насоса высокого давления (ТНВД) подается в подыгольную полость форсунки дпя последующей подачи в цилиндр дизеля. а от второго ТНВД топливо подается в надыгольное пространство дпя гидравлическог нагружения иглы распылителя форсунки, Форсунка содержит также подпружиненный поршень с прецизионным или другим уплотнением. размещенный в полости установки пружины форсунки. В надпоршневое пространство форсунки подается топливо от второго ТНВД.

Недостатком данной системы является наличие дополнительного ТНВД для подачи топлива в надпоршневое пространство полости установки пружины, наличие дополнительных топливопроводов, дополнительного устройства привода ТНВД, что приводит к дополнительным затратам и высокой стоимости пободных систем. Кроме того, повышенная сложность системы из-за необходимости согласования подачи топлива первым и вторым ТНВД и из-за наличия дополнительных прецизионных деталей, размещенных в полости установки пружины, Известна система подачи топлива в дизель, содержащая плунжерный насос с полостью нагнетания и полостью отсечки, форсунку с надыгольной и подыгольной полостью, причем подыгольная полость через клапан сообщена топливопроводом с полостью нагнетания, надыгольная полость сообщена через обратный клапан дополнительным топливопроводом с flollocTbto отсечки.

Недостатком данной системы является пониженная ее эффективность из-за того, что подыгольная полость каждой форсунки ну полости нагнетания, а надыгольные полости 8 форсунок 3 выполнены с возможностью сообщения с каналом дополните.-.bKblM Tollливопроводом 11. причем канал с обратным клапаном следующей секции сообщен дополнительным топливопроводом 17 с подыгольной полостью 8 второй форсунки 3 согласно порядку работы насоса. 3 з.п.ф-лы, 2 ил. сообщена дополнительным топливопроводом с отсечной полостью плунжерного насоса соответствующей секции, Поэтому энергия отсечной волны топлива в данной системе используется только дпя ускорения посадки иглы форсунки соответствующей секции ТНВД в конце процесса впрыскивания топлива в камеру сгорания дизеля. При этом используется только часть энергии отсечной волны топлива. так как последующие волны будут приходить в надыгольную полость форсун ки тогда, когда игла распылителя

- будет уже находится в HMT на запорном коПоэтому эффективность гидрозапирания в данной системе снижается, кроме того, снижается интенсивность и увеличивается продолжительность процесса впрыскивания топлива.

Цель изобретения — повышение экономичности.

Поставленная цель достигается тем, что в системе подачи топлива в дизельный двигатель, содержащий секционный плунжерный насос с полостями нагнетания, наполнения и отсечки, форсунки и надыгольными и подыгольными полостями и перепускными клапанами, установленными в надыгольных полостях, основные и допол30 нительные топливопроводы, причем подыгольная полость каждой форсунки сообщена основным Tonëèâîïðoâoäoì c попостыл нагнетания, а полости наполнения и отсечки каждой секции насоса выполнены за одно целое и сообщены через перепускной клапан с надыгольной полостью соответствующей форсунки, между полостями наполнения отсечки и полостью нагнетания выполнен канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открытия в сторону полости нагнетания, а надыгольные пслости форсунок выполнены с возможностью сообщения с каналом дополнительным топливопроводом.

Поставленная цель достигается также тем, что канал с обратным клапаном, уста1758271 новленным с возможностью открытия в сторону полости нагнетания одной секции насоса вйсокого давления, сообщен дополнительным топливопроводом с надыгольной полостью второй форсунки согласно порядку работы ТНВД.

Поставленная цель достигается также тем, что канал с обратным клапаном, установленным с воэможностью открытия в сторону полости нагнетания одной секции насоса высокого давления, сообщен дополнительным топливопроводом с нэдыгопьной полостью третьей форсунки согласно порядку работы насоса высокого давления.

Поставленная цель достигается также тем, что канал с обратным клапаном, сообщаюиб и впускное-отсечное окно втулки плунжера насоса с полостью наполненияотсечки, установленный с возможностью открытия в сторону полости нагнетания одной секции насоса высокого давления, сообщен дополнительным топливопроводом с подыгольной полостью четвертой форсунки согласно порядку работы ТНВД.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема системы подачи топлива для четырехсекционногэ плунжерного ТНВД с порядком работы 1 — 3-4 — 2; нэ фиг. 2 — секция ТНВД, в которой впускная полость выполнена совместно с отсечной полостыю, а . канал, сообщающий впускное отсечное окно втулки плунжера с полостью наполнения-отсечки, снабжен обратным клапаном, продольный разрез.

Система подачи топлива содержит секционный плунжерный насос 1 ТНВД(фиг. 1) с нэгнетательными секциями 2, форсунки 3, содержащие закрепленные на корпусе распылитель 4 с сопловыми отверстиями 5, иглой 6 распылителя, поджатой пружиной и снабженной запорным конусом с подыгопьной 7 и нэдыгопьной 8 полостями, причем подыгольная полость 7 сообщена основным топпивопроводом 9 с полостью нагнетания секции 2 (фиг. 1) насоса высокого давления

1, а нэдыгопьная полость 8 снабжена перепускным (обратнь м) клапаном 10 и сообщена дополнительным топливопроводом 11 с каналом, сообща ощим впускное-отсечное окно втулки плунжера насоса высокогодавления с полостью наполнения-отсечки (до обратного, перепускного клапана) любой другой секции ТНВД.

Схема секции 2 насоса высокого давления показана на фиг. 2. Корпус 12 ТНВД содержит втулку плунжера 13 с отсечной кромкой 14, Втулка 13 плунжера содержит объединенные впускное-отсечное окно 15, которое сообщается каналом 16 с полостью

17 наполнения-отсечки, В канале 16 установлен обратный (перепускной) кпэпэн 18, поджатый пружиной 19 к седлу 20 клапана.

Каждая секция ТНВД имеет нагнетательную

5 ) камеру(полость наполнения) 21, образованную втулкой 13 плунжера 22. Секция ТНВД снабжена нагнетательным клапаном 23. Полость 21 нагнетания секции через нагнетательный клапан 23 и основной топливопровод сообщена с подыгольной полостью форсунки. Канал. 16, сообщающий впускное-отсечное окно 15 втулки плунжера с полостью наполнения-отсечки 17 в верхней части, снабжен штуцером 24 с осевым сверлением 25. К штуцеру 24 подключается дополнительный топливопровод 26 (фиг, 2), который сообщает канал 16, соединяющий впускное-отсечное окно 15 втулки, плунжера с полостью 17 наполнения-отсечки (до обратного, перепускного клапана 18), одной секции ТНВД с надыгольной полостью любой другой форсунки, согласно порядку работы ТНВД.

Плунжер 22 топливного насоса приводится в действие кулачковым валом 27 с кулачком 28 через топкатель 29 с возвратной пружиной 30.

Следует отметить, что длина дополнительного топливопровода, Сообщающего канал 16до обратного(перепускного) клапана одной секции ТНВД с надыгольной полостью любой другой форсунки меньше или равна длине основного топливопровода, сообщающего подыгольную полость форсунки с полостью нагнетания секции ТНВД.

Система подачи топлива "СИГМА" работает следующим образом, При работе ТНВД, при нахождении плунжера 22 (фиг. 2) в НМТ, топливо заполняет надплунжерное пространство через впускное-отсечное окно 15, подаваемое топливоподкачивэющим насосом в полость 17 наполнения-отсечки через отжатый обратный (перепускной) клапан 18 и

45 канал 16 (фиг, 2).

При движении плунжера 22 к ВМТ, до перекрытия отсечной кромки 14 впускноеотсечное окно 15 канала 16, плунжер вытесняет топливо иэ надппунжерного йространства

5О через окно 15 в канал 16, сообщающий впускное-отсечное окно втулки плунжера с полостью наполнения-отсечки и снабженный

- обратным клапаном 10, последний закрывается. В результате начальное давление Рнач в

55 канале 16, дополнительном -.îïëèâîïðîâîäå

26, сообщающем надыгольную полость любой другой форсунки, а также в надыгольной полости самой форсунки повышается.

При движении плунжера 22 к BMT после перекрытия плунжером апускйого-отсечного окна 15 втулки в надплунжерном про1758271 странстве создается давление топлива и если величина усилия от давления топлива превысит усилие затяжки пружины нагнетательного клапана 23 секции ТНВД, то гопливо по основному топливопроводу 9 поступает в подыгольную полость форсунки 3.

Часть топлива через зазоры между иглой 6 и корпусом распылителя 4 поступает в надыгольную полость 8 и повышает в ней давление, так как перепускной (обратный) клапан 10 форсунки находится в закрытом состоянии.

Когда усилие от давления топлива в подыгольной полости 7, воздействующее на дифференциальную площадку иглы 6 распылителя, больше от суммарного воздействия пружины форсунки и усилия от давления гидрозапирания топлива и надыгольной полости 8, тогда игла 6 распылителя поднимается, открывая подсопловой канал, происходит вспрыскивание топлива через сопловые отверстия в камеру сгорания дизеля, После открытия кромкой 14 плунжера

ТНВД впускного-отсечного окна 15 импульс давления отсечки топлива одной секции

ТНВД распространяется со скоростью звука по дополнительному топливопроводу 11, закрывая при этом обратный клапан 18 секции ТНВД, через открытый обратный (перепускной) клапан 10 форсунки в надыгольную полость любой другой форсунки, согласно порядку работы насоса, (В данном случае канал, сообщающий впускно-отсечное окно втулки с полостью наполнения-отсечки, до обратного клапана 18 второй секции ТНВД сообщен дополнительным топливопрово, дом с надыгольной полостью 8 форсунки первого цилиндра).

В это время, согласно порядку работы

ТНВД. например, 1-3-4-2, после подачи топлива второй секцией ТНВД в работу вступает первая секция ТН ВД и в то же время, когда происходит процесс подачи топлива первой форсункой, в надыгольную полость первой форсунки поступает энергия отсечной волны от второй секции ТНВД. При этом энергия отсечной волны одной секции используется для дополнительного гидронагружения, для ускорения посадки иглы распылителя любой другой форсунки, согласно порядку работы ТНВД.

Гидрозапирание иглы форсунки энергйей отсечной волны устраняет начальный участок подачи топлива в камеру сгорания дизеля при низких давлениях и позволяет осуществлять начало подачи топлива более четко и при повышенных давлениях впры10

5G

55 скивания, что позволяет сократить действующую продолжительность подачи топлива вследствие устранения начального и конечного участков подачи с малыми давлениями, улучшается качество распыливания топлива на малых скоростных и нагрузочных режимах работы дизеля.

При этом устраняется подвпрыскивание топлива, устраняется прорыв отработавших газов s р а сcп ы л иMтTеeл ьb, закоксовывание сопловых отверстий и зависание иглы распылителя, улучшается качество распыливания и смесеобраэования, повышается топливная экономичность.

Избыточное топливо из надыгольного объема 8 при закрытом обратном (перепускном) клапане 10 форсунки поступает через зазор между иглой 6 и корпусом распылителя 4 в линию высокого давления и увеличивает начальное давление в линии высокого давления, что способствует увеличению максимального давлении подачи топлива, повышает объемный КПД насоса высокого давления, увеличивает интенсивность подачи топлива на режиме максимального крутящего момента, так как при этом в линию высокого давления поступает большой объем топлива.

В результате подпитки топливом давление в основных нагнетательных топливопроводах 9 в промежутках между циклами впрыскивания топлива повышается и стабилизируется, что в свою очередь способствует стабилизации процесса впрыскивания топлива.

При этом повышается давление и сокращается продолжительность впрыскивания, улучшается качество распыливания и смесеобразования, повышается топливная экономичность.

После подачи топлива первой секцией

ТНВД в работу вступает согласно порядку работы ТН ВД, например 1-3-4-2, третья секция ТН ВД, Следовательно, дополнительный топливопровод 11 сообщает канал первой секции до обратного клапана с надыгольной полостью третьей форсунки, чтобы максимально использовать энергию отсечной волны для интенсификации процесса впрыскивания топлива.

После подачи топлива третьей секцией в работу вступает чегвертая секция ТНВД.

Следовательно, дополнительный топливопровод 11 (фиг. 1) сообщает канал наполнения-отсечки до обратного (перепускного) клапана с надыгольной полостью четвертой форсунки согласно порядку работы ТНВД.

После подачи топлива четвертой секцией в работу вступает вторая секция ТНВД. Сле1758271

20

З9

Формула изобретения

1, Система подачи топлива в дизель-. ный двигатель, содержащая секционный плунжерный насос с полостями нагнетэдовательно, дополнительный топливопровод

11 сообщает канал, сообщающий впускноеотсечное окно втулки с полостью наполнения отсечки (до обратного клапана секции) с надыгольной полостью второй форсунки, где будет происходит процесс впрыскивания топлива в камеру сгорания двигателя.

Затем процесс подачи топлива системой с управляемым нэгружением иглы

"СИГМА" повторяется. 1

Аналогичная работа системы "СИГМА" с шести- или восьми и больше секционными

ТНВД, в которых канал наполнения-отсечки до обратного клапана одной секции ТНВД сообщен дополнительным топливопроводом с надыгольной полостью любой другой форсунки согласно порядку раббты насоса высокого давления.

Таким образом, технико-зкономический эффект от применения системы подачи топлива с управляемым нагружением иглы форсунки "СИГМА", при работе которой более полно используется энергия отсечной волны для интенсификации процесса впрыскивания топлива и для ускорения посадки иглы распылителя, заключается в том, что при незначительных конструктивных изменениях в данной системе устр"..няется начальнь .й и конечный участок подачи топлива с низкими давлениями впрыскивания топлива, осуществляется более резкое (четкое) начало и окончание подачи топлива, предотвраща«ся подтекание топлива, что позволяет улучшить топливную экономичность, устраняется прорыв отработавших газов в распылитель, закоксовывание сопловых отверстий и зависание иглы распылителя, устраняется подвпрыскивание топлива, В результате подпитки топливом давление в нагнетательных топливопроводах в промежутках между циклами стабилизируется, что в свою очередь способствует стабилизации процесса впрыскивания топлива. ния, наполнения и отсечки, форсунки и нэдыгольНыми и подыгольными полостями и перепускными клапанами, установленными в надыгольных полостях, основные и дополнительные топливопроводы, причем подыгольная полость каждой форсунки сообщена основным топливопроводом с полостью нагнетания, а полости наполнения и отсечки каждой секции насоса выполнены за одно целое и сообщены через перепускной клапан с надыгольной полостью cooT-. ветствующей форсунки, отличающаяся тем, что, с цель"о повышения экономичности, мбжду полостями наполнения-отсечки и полостью нагнетания выполнен канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открытия в сторону полости нагнетания, а нэдыгольные полости форсунок выполнены с возможностью сообщения с каналом дополнительным топливопроводом.

2. Система по и. 1, отличающаяся тем, что канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открытия в сторону полости нагнетания одной секции насоса., сообщен Дополнительным топливопроводом с надыгольной поло Tbio второй форсунки согласно порядку работы насоса.

3. Система по и, 1, отл ич а ю ща я ся тем, что канал, сообщающий впускное отсечное окно втулки плунжера с полостью наполнения-отсечки с обратным клапаном, установленным с возможностью открытия в сторону полости нагнетания одной секции насоса, сообщен дополнительным топливопроводом с надыгольной полостью третьей форсунки согласно порядку работы насоса.

4. Система по и.1. отл и ч а ю ща я ся тем, что канал, сообщающий впускное отсечное окно втулки плунжера с полостью наполнения-отсечки с обратным клапаном, установленным с возможностью открытия в сторону полости нагнетания одной секции насоса, сообщен дополнительным топливопроводом с вадыгольной полостью четвертой форсунки согласно порядку работы насоса.

1758271

6ИОЙЯОлбнЦю о0лосгпь цьор унки ую лаЮМ

-подЮЮ7йИУ фЦ3. 2

Составитель Л.Басистый

Техред М. Моргентал Корректор А.Аолинич

Редактор Э.Слиган

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

Заказ 2982 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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