Система топливоподачи дизеля

 

Использование: двигателестроение, в частности дизельная топливная аппаратура. Сущность изобретения: система подачи топлива в ДВС состоит из подкачивающего и регулирующего узлов, узла высокого давления . Подкачивающий узел образован корпусом (К) 1 с продольным цилиндрическим отверстием 2, с выпускным каналом 4 и впускным 3 с клапаном, переменного сечения плунжером (П) 12, втулкой 5, эластичной диафрагмой 18 с жестко связанными с ней и между собой кольцами 19. образующими жесткий центр. Диафрагма разделяет пространство в отверстии 2 К 1 на подкачиваюИ VI VI сл Os со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 02 М 41/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,, К ПАТЕНТУ (21) 4886816/06 (22) 29,11.90 (46) 07.11.92. Бюл. N 41 (76) Г.И. Егоров (56) Файнлейб B.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей, справочник. Ленинград.: Машиностроение, Ленинградское отделение,1974, с. 126-127 рис. 11.30, (54) СИСТЕМА ТОПЛИВОПОДАЧИ ДИЗЕЛЯ (57) Использование: двигателестроение, в частности дизельная топливная аппаратура.

Ы2 1775006 АЗ

Сущность изобретения: система подачи топлива в ДВС состоит из подкачивающэго и регулирующего узлов, узла высокого давления. Подкачив ующий узел образован корпусом (К) 1 с продольным цилиндрическим отверстием 2, с выпускным каналом 4 In впускным 3 с клапаном. переменного сечения плунжером (П) 12, втулкой 5, эластичной диафрагмой 18 с жестко связанными с ней и между собой кольцами 19. образующими жесткий центр. Диафрагма разделяет пространство в отверстии 2 К 1 на подкачиваю1775006 щую камеру 20 и камеру 21 для размещения пружины 22 и может перемещаться вдоль П

12, имея привод от него и пружины 22, Регулирующий узел 26 выполняет роль местного переменного гидравлического сопротивления потоку выходящей иэ подкачивающего узла жидкости, Узел высокого давления образован втулкой 5, имеющей продольное цилиндрическое отверстие 6 с ограничительным выступом 7, представляющим и регулировочный элемент, впускной канал 8, отсечные каналы 8, 9а и т,п. (каждый для своего цилиндра ДВС), канал слива 10 для просочившегося топлива и перепуска воздуха, отверстие 11 для введения элемента руч ной подкачки топлива, плун>кером 12 и поршнем 23 с пружиной 24 внутри отверстия 6 втулки 5. П 12 перемещается возвратно-поступательно и поворачиваясь на определенный угол (привод П 12 не показан) в отверстии 6 и имеет впускной канал 13, соединенный с кольцевой проточкой 17, совмещаемой с впускным каналом 8 втулки

Изобретение относится к машиностроению, а точнее к двигателестроению. Предназначено для использования в дизельных двигателях внутреннего сгорания (ДВС).

Известны различные системы подачи топлива в дизельные ДВС, основными недостатками которых являются сложности конструкции, регулировки, необходимость применения дополнительных обеспечивающих узлов.

К заявке N . 59-45812, кл. F 02 D 02, F 02 M 59/20, опубликованной 11.08.81 в

Японии, в устройстве для впрыска топлива в дизельный ДВС предложено решение, устраняющее некоторые недостатки существующих топливных систем, В данной заявке предлагается изменить фазу впрыска топлива за счет изменения его объема.

Это заслуживающее высокого внимания техническое решение, но недостатком рассматриваемой заявки является то, что длл воплощения идеи предложена сложная система микропроцессорной автоматики.

В заявке М 5137-70, кл. F 02 M 41/04, отмеченной патентом ЧССР М 148078 и опубликованной 31.05.72, в распределительном впрыскивающем насосе для многоцилиндровых ДВС предложен простой способ изменения количества впрыскиваемого в цилиндры двигателя топлива, осуществляемый применением устанрвочного поршня во впрыскивающем насосе, Конструкция данного впрыскивающего насоса бодля наполнения топливом напорной камеры

25, на гнетател ьн ый клапан 16 (устанавливается для лучшего уплотнения, применение

его не обязательно) в канале 14, связанном с отсечным отверстием 15, совмещаемым с одним иэ отсечных каналов 9. 9а и т.п. для вытеснения топлива к форсунке 31, 31а и т.и.

Подпружиненный поршень 23 имеет воэможность осевого перемещения внутри отверстия 6 втулки 5, изменяя объем напорной камеры 25 под своей нижней гранью, что важно для регулирования количества эакачиваемого в нее топлива при изменении режимов работы ДВС. Топливо поступает к системе по топливопроводу 32 от топливного бака 34. Для первичной очистки топлива служит фильтр 33, расположенный после топливного бака, для лучшей очистки топли-. ва перед поступлением его в узел высокого давления служит фильтр 27. Уплотнительные 28, технологические 29, крепежные 30 элементы обеспечивают работоспособность системы. 1 з.п,ф-лы, 2 ил. лее проста по сравнению с другими и имеет перед ними ряд эксплуатационных преимуществ. Но в данном изобретении не решается проблема изменения угла опережения впрыскивателя топлива с изменением режимов работы ДВС, так как начало впрыска топлива насосом остается постоянным на всех режимах, а изменяется лишь время окончания впрыска. В предлагаемом насосе велика площадь прецизионных поверхностей, имеющих очень высокую стоимость производства. При этом оба рассматриваемых технических решения без дополнительных узлов не могут обеспечивать работу

ДВС, Нормальную работу дизельного ДВС в настоящее время обеспечивают топливные системы, имеющие в своем составе различные обеспечивающие узлы.

Известна такал система, состоящая из топливного бака, диафрагменного подкачивающего насоса, сообщенного с топливным баком, фильтра, топливного насоса высокого давления распределительного типа, сообщенного с топливоподкачивающим насосом и форсунками цилиндров, муфты опережения впрыска топлива и регулятора режимов работ, осуществляющих подрегулирование режимов работ ДВС через соответствующее подрегулирование характеристик топливного насоса высокого давления (см„например, Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура авто10

1775006

50 тракторных дизелей. Справочник. — Ленинград: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1974. — с.59...61). Рассматриваемая система позволяет легко изменять оператору режимы работы ДВС и автоматически в определенном диапазоне вернуться в исходное состояние работы, выбранное ранее оператором, при внезапном изменение приложенной нагрузки. Режимы работы

ДВС при этом протекают с оптимальным углом опережения впрыска топлива.

Но указанная система для осуществления своей работоспособности должна иметь дополнительные обеспечивающие узлы: муфту изменения угла опережения впрыска топлива с изменением режимов работ ДВС, сложные и недостаточно надежные автоматический регулятор режимов работ и узел регулирования режимов работ двигателя оператором, отдельный привод на подкачивающий насос.

В целом это усложняет и удорожает конструкцию и эксплуатацию, предъявляет повышенные требования к ремонтному оборудованию и персоналу, эксплуатирующему и налаживающему топливные системы.

Целью настоящего изобретения является создание простой системы подачи топлива в дизельный ДВС, которая требует наименьшее количество обеспечивающих ее работу узлов и, имея соответствующее конструктивное исполнение, является саморегулирующейся.

Это достигается тем, что при изменении режимов работы ДВМ количество перекачиваемого насосом топлива .и его момент впрыска через форсунка в цилиндры регулируются изменением гидравлического сопротивления регулирующего узла и оказываемой подпружиненному поршню в крышке величиной силы давления топлива, прошедшего через регулировочный в узел высокого давления. Подкачивающий и регулирующий узлы, а также узел высокого давления объединены конструктивно и имеют общий привод.

Узел, регулирующий режимы работдвигателя, служит и для автоматического подрегулирования г ри изменении нагрузки на

ДВС, Такое подрегулирование осуществляется: — по углу опережения впрыска топлива на основе согласования количества перекачиваемого для данного режима работы горючего и высоты столба жидкости в камере высокого давления; — по нагрузке — на основе согласования расхода топлива через регулирующий узел и нагрузки на ДВС. Для ручной подкачки топлива в систему предусмотрена возможность ручной подкачки.

На фиг. 1 изображен продольный разрез топливной системы в положении вытеснения топлива из подкачивающего узла через регулирующий при значительном наполнении узла высокого давления на режиме работы двигателя, близком к максимальному; на фиг. 2 схематически показана зависимость увеличения угла опережения впрыска топлива с увеличением режима работы двигателя (увеличения частоты вращения коленчатого вала).

Система подачи топлива в ДВС может обеспечивать работу дизельного двигателя.

Система имеет подкачивающий узел, образованный корпусом 1 с продольным цилиндрическим отверстием 2, переменного сечения плунжером 12, втулкой 5, эластичной диафрагмой 18 с жестко связанными с ней и между собой кольцами 19, образующими жесткий центр, Диафрагма 18 с жестким центром разделяет пространство в корпусе.1 на подкачивающую камеру 20 и камеру 21 для размещения возвратной пружины 22 и имеет возможность свободного перемещения вдоль плунжера 12, попеременно изменяя при этом объем подкачивающей камеры 20 и обеспечивая закачивание топлива через впускное отверстие 3 с клапаном и вытесняя его по выпускному отверстию 4 (клапаном в этом случае не обязателен) через регулирующий узел 26 и фильтр очистки топлива 27 в узел высокого давления. В движение жесткий центр диафрагмы 18 приводится от перемещающегося возвратно-поступательно и вращательно плунжера 12 переменного сечения и возвратной пружины 22, установленной s камере 21.

Для осуществления ручной подкачки топлива в подкачивающем узле предусмотрено отверстие 11 для ведения специального элемента с зацеплением эа виток пружины 22.

Регулирующий узел 26 выполняет роль переменного сопротивления потоку жидкого топлива.

Узел высокого давления образован втулкой 5, имеющей продольное цилиндрическое отверстие 6, впускной канал 8, отсечные каналы 9, 9а т.п., канал 10 для слива просочившегося топлива и перепуска воздуха, отверстие 11 для введения элемента ручной подкачки топлива, плунжером 12, поршнем 23 с пружиной 24, ограничигельным выступом 7, выполняющим функции и регулировочного элемента (изменяющим свое вертикальное положение при вворачивании и выворачивании по резьбе). Плунжер

12 переменного сечения с впускным каналом 13, соединенным с кольцевой проточ1775006 кой 17 вокруг плунжера. с нагнетательным клапаном 16 (применяется для более лучшеlo уплотнения, но не обязателен) в канале

14, отсечным отверстием 15 перемещается возвратно-поступательно в отверстии 6 5 втулки 5 и поворачивается на определенный угол (узел привода в действие плунжера не показан, так как может быть традиционным) для сообщения отсечного отверстия 15 с каким-либо из отсечных каналов 9, 9а и т.п, 10

Отсечных каналов 9 во втулке столько, сколько форсунок 31 в двигателе.

Топливо в узел высокого давления поступает при совмещении впускного канала

13 плунжера 12 с впускным каналом 8 втул- 15 ки 5. В отверстии 6 втулки 5 выше плунжера установлен свободно перемещающийся поршень 23 с пружиной 24, при своем перемещении вдоль оси изменяющий обьем напорной камеры 25. (С целью улучшения 20 технологичности системы и снижения количества прецизионных поверхностей при изготовлении поршень 23 может быть отрезан от плунжера после создания прецизионных поверхностей). Количество поступающего в 25 узел высокого давления топлива зависит от положения клапана в регулирующем узле

26.

Условием надлежащей работы системы является то, что жесткость пружины 22 в 30 подкачивающем узле была выше жесткости пружины 23 в узле высокого давления.

Топливо поступает к системе из топливного бака 34 через фильтр очистки 33 по топливопроводу 32. Для повышения техно- 35 логических показателей и ремонтопригодности система содер>кит уплотнительные

28, технологические 29 и крепе>кные 30 элементы.

Система предназначена для работы 40 преимущественно с традиционными клапанами форсунками, Узел высокого давления системы может быть применен в двигателях внутреннего сгорания, имеющих топливные насосы высокого давления рядного типа.

Формула изобретения

1. Система топливоподачи дизеля, содержащая топливный бак, диафрагменный подкачивающий насос с рабочей полостью и диафрагмой, сообщенный с топливным баком, фильтр, топливный насос распределительного типа, сообщенный через фильтр с диафрагменным насосом, форсунки, соединенные с топливным насосом распределительного типа, причем топливный насос распределительного типа выполнен в виде корпуса с втулкой, ступенчатого плунжера, установленного во втулке с возможностью поступательного перемещения, поршня с регулировочным элементом, установленного соосно с плунжером во втулке с образованием между последним нагнетательнсй полости, нагнетательного клапана, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции, рабочая полость диафрагменного подкачивающего насоса выполнена в корпусе топливного насоса распределительного типа, диафрагма подкачивающего насоса выполнена подпружиненной с жестким центром, свободно установленным на части плунжера меньшего диаметра с возможностью взаимодействия жесткого центра с торцевыми поверхностями части плунжера большего диаметра, диафрагма по периферии жестко соединена с корпусом, регулировочный элемент выполнен с выступом и подпружинен относительно поршня, в плунжере выполнена отсечная полость, сообщенная с нагнетательной полостью через нагнетательный клапан. часть корпуса с втулкой выполнена разьемной, а плунжер установлен во втулке с возможностью вращательного движения.

2, Система поп.1,отличающаяся тем, что она снабжена регулируемым дросселем, установленным между рабочей полостью диафрагменного насоса и фильтром.

1775006

М Мним.

М О кои

О иаЛОЛнЕниЕ

b) нагнЕП10НИЕ

Составитель Г,Егоров

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Л.Лукач

Редактор С.Кулакова

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

Заказ 3946 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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