Топливная система дизеля

 

Использование: двигателестроение, в частности топливная аппаратура для дизелей. Сущность изобретения: в топливную аппаратуру входит источник питания, связанный с форсункой, которая имеет осевой канал подвода топлива, управляемое от блока управления разрядное устройство с центральным электродом в виде изолированных от корпуса головки и основания с клапаном и разрядной камерой, сообщенной с распыливающими отверстиями и через наклонные каналы и клапан с осевым каналом. При работе дизеля топливо от источника питания поступает по каналу в основание и далее через клапан по наклонным каналам в периферийную зону разрядной камеры, заполняя ее. В соответствующий момент времени от блока управления на центральный электрод поступает сигнал высокого напряжения, в результате в разрядной камере между головкой и нижней частью корпуса форсунки возникает электрический разряд. При этом топливо прогревается и ионизируется, резко повышается давление в разрядной камере, под действием которого преобразованное топливо "выбрасывается" в камеру сгорания в виде факелов пара через распыливающие отверстия. В конце периода впрыска по сигналу от блока управления с центрального электрода снимается напряжение и рабочий цикл системы вновь повторяется. 2 ил.

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано при проектировании и изготовлении дизелей.

Известна топливная система дизеля, которая содержит источник питания, включающий топливный бак и связанный с ним трубопроводами с установленными в них фильтрующими и регулирующими элементами топливный насос подачи топлива, форсунку, подключенную к источнику питания, которая выполнена с осевым каналом подачи топлива, сообщенным посредством распыливающих отверстий с камерой сгорания.

Недостатком известной системы является отсутствие на выходе из распыливающих отверстий необходимой подготовки топлива, обеспечивающей испарение и нагрев топлива на входе смеси в камеру сгорания. Это приводит к различным отрицательным последствиям, а именно, во-первых, задержке воспламенения топлива, что ведет к резкому нарастанию давления в момент начала сгорания, следовательно, шуму и ударным нагрузкам на детали двигателя, кроме того, увеличению образования в цилиндре несгоревших углеводородов, а во-вторых, не совсем своевременному выделению тепла в процессе сгорания, связанному со сложными процессами распыливания, прогрева, испарения, перемешивания с воздухом и горения жидкого топлива, что ведет к неполному сгоранию топлива и, следовательно, ухудшению экономичности и экологичности двигателя.

Известна также топливная система дизеля, принятая в качестве прототипа, содержащая источник питания, связанный трубопроводами с распыливающей форсункой камеры сгорания, выполненной с боковым подводом, переходящим в осевой канал подвода топлива, и распыливающими отверстиями. При этом в системе предусмотрено разрядное устройство кольцеобразной формы, служащее интенсификации процесса подготовки топлива к воспламенению, в составе которого имеется центральный электроизолированный электрод, размещенный в корпусе форсунки, испарительная камера и клапан. Управление разрядным устройством осуществляется от блока управления, подключенного к центральному электроду через электрический контакт. При этом испарительная камера сообщена с каналом подвода топлива и распыливающими отверстиями. При работе между электродом и корпусом происходит разряд под влиянием электрического импульса, топливо, поступившее в испарительную камеру, испаряется, и под влиянием возросшего давления происходит перемещение элементов, включая электрод, открытие сечения распыливающих отверстий сопл и впрыск топлива в камеру сгорания.

Несмотря на интенсификацию процесса подготовки топлива к воспламенению известная топливная система имеет недостаточное быстродействие, поскольку в конструкции используются инерционные подвижные рабочие элементы, в том числе центральный электрод.

Изобретение направлено на повышение быстродействия, что позволяет улучшить процесс впрыска топлива в камеру сгорания.

Для достижения указанного результата в известной топливной системе, содержащей источник питания, форсунку, выполненную в виде корпуса с каналом подвода топлива и распыливающими отверстиями, размещенное в корпусе форсунки разрядное устройство, выполненное в виде центрального электрода, электроизолирован- ного от корпуса форсунки, испарительной камеры с периферийной зоной и клапана, блок управления разрядным устройством, подключенный к центральному электроду через электрический контакт, причем испарительная камера разрядного устройства сообщена с каналом подвода топлива и распыливающими отверстиями и ограничена с одной из сторон поверхностью нижней части корпуса форсунки, центральный электрод выполнен в виде жестко соединенных между собой головки и основания, в головке выполнены наклонные каналы, клапан размещен между основанием и головкой, испарительная камера с другой стороны ограничена поверхностью головки центрального электрода, причем канал подвода топлива выполнен осевым в основании центрального электрода и сообщен через клапан и наклонные каналы с пеpиферийной зоной испарительной камеры, а блок управления разрядным устройством электрически подключен к основанию центрального электрода.

Достижение технического результата в виде повышения быстродействия предлагаемой топливной системы становится возможным благодаря конструктивным особенностям топливной форсунки, в конструкции которой отсутствуют подвижные рабочие элементы, в том числе неподвижен в пропуске работы собственно центральный электрод. При этом в конструкции отсутствуют вредные объемы, необходимые в прототипе для перемещения подвижных рабочих элементов, т.е. в целом конструкция упрощается и становится более технологичной.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема топливной системы; на фиг.2 конструкция топливной форсунки.

Топливная система содержит источник питания топливом, в состав которого входят связанные последовательно топливный бак 1 и дозатор 2, подключенные к установленной в корпусе камеры сгорания (на чертеже не показаны) форсунке 3, выполненной в виде корпуса 4 с каналом 5 подвода топлива и распыливающими отверстиями 6 типа сопловых, размещенное в корпусе 4 форсунки 3 разрядное устройство 7, выполненное в виде центрального электрода 8, электроизолированного от корпуса 4 форсунки 3, испарительной камеры 9 с периферийной зоной и клапана 11. В топливной системе предусмотрен блок 12 управления разрядным устройством 7, подключенный к центральному электроду 8 через электрический контакт 13, причем испарительная камера 9 разрядного устройства 7 сообщена с каналом 5 подвода топлива и распыливающими отверстиями 6 и ограничена с одной из сторон поверхностью нижней части 14 корпуса 4 форсунки 3. При этом центральный электрод 8 выполнен в виде жестко соединенных между собой головки 15 и основания 16. В головке 15 выполнены наклонные каналы 17, клапан 11 размещен между основанием 16 и головкой 15, испарительная камера 9 с другой стороны ограничена поверхностью головки 15 центрального электрода 8, причем канал 5 подвода топлива выполнен осевым в основании 16 центрального электрода 8 и сообщен через канал 11 и наклонные каналы 17 с периферийной зоной 18 испарительной камеры 9, а блок 12 управления разрядным устройством 7 электрически подключен к основанию 16 центрального электрода 8. Изоляция последнего от корпуса 4 форсунки 3 осуществляется с помощью изолирующих элементов 19 и 20. Корпус 4 форсунки 3 закрыт крышкой 21, а в целом конструкция фиксируется гайкой 22. Жесткое соединение головки 15 и основания 16 центрального электрода 8 выполнено посредством резьбового соединения.

Топливная система дизеля работает следующим образом.

При работе дизеля от источника питания в виде топливного бака 1 и дозатора 2 топливо порциями, равными цикловой подаче, поступает под низким давлением в осевой канал 5 подвода топлива форсунки 3. Преодолев усилие затяжки клапана 11, топливо из основания 16 по наклонным каналам 17 головки 15 центрального электрода 8 поступает в периферийную зону 18 испарительной камеры 9, заполняя ее объем полностью. В соответствующий момент времени от блока 12 управления на контакт 13 центрального электрода 8 поступает сигнал высокого напряжения и разрядное устройство 7 срабатывает: через основание 16 напряжение передается на головку 15, в результате чего в полости испарительной камеры 9 в зазоре между головкой 15 и нижней частью 14 корпуса 4, электроизолированного с помощью элементов 19 и 20, возникает электрический разряд. Результатом разряда является прогрев и ионизация топлива, находящегося в испарительной камере 9, а также резкое повышение давления в последней. Разрядный процесс начинается в периферийной зоне 10, а затем распространяется по всему объему испарительной камеры 9. Под действием возросшего давления преобразованное топливо "выбрасывается" в камеру сгорания в виде факелов пара через распыливающие отверстия 6. В следующий момент времени, совпадающий с концом периода впрыска, напряжение с центрального электрода 8 по сигналу от блока 12 управления разрядным устройством 7 снимается. После этого рабочий цикл системы повторяется.

Топливо, поступившее в камеру сгорания, лучше подготовлено к процессу воспламенения, поскольку представляет собой более активную паровую массу, нагретую до высоких температур и в газовой фазе поэтому происходит быстрое смещение, воспламенение и более полное его сгорание. При этом подготовка топлива осуществляется за более короткий период времени.

Таким образом, благодаря конструктивному выполнению центрального электрода составным в виде основания и головки с наклонными каналами, а также благодаря осевому размещению клапана между основанием и головкой изобретение позволяет повысить быстродействие устройства по сравнению с известными решениями. Одновременно упрощается конструкция в целом и повышается ее технологичность. В итоге изобретение обеспечивает более качественный впрыск топлива в камеру сгорания.

Формула изобретения

ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДИЗЕЛЯ, содержащая источник питания, форсунку, выполненную в виде корпуса с каналом подвода топлива и распыливающими отверстиями, размещенное в корпусе форсунки разрядное устройство, выполненное в виде центрального электрода, электроизолированного от корпуса форсунки, испарительной камеры с периферийной зоной, клапана, блок управления разрядным устройством, подключенный к центральному электроду через электрический контакт, причем испарительная камера разрядного устройства сообщена с каналом подвода топлива и распыливающими отверстиями и ограничена с одной из сторон поверхностью нижней части корпуса форсунки, отличающаяся тем, что центральный электрод выполнен в виде жестко соединенных между собой головки и основания, в головке выполнены наклонные каналы, клапан размещен между основанием и головкой, испарительная камера с другой стороны ограничена поверхностью головки центрального электрода, причем канал подвода топлива выполнен осевым в основании центрального электрода и сообщен через клапан и наклонные каналы с периферийной зоной испарительной камеры, а блок управления разрядным устройством электрически подключен к основанию центрального электрода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к конструкции двигателей внутреннего сгорания с принудительным зажиганием

Изобретение относится к устройствам впрыска топлива с электрическим управлением и позволяет повысить быстродействие, обеспечить предварительный подогрев топлива, расширить диапазоны и точность дозирования

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для управления процессом образования, воспламенения и горения рабочей смеси как в карбюраторных двигателях, так и в дизелях

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к системам электрического зажигания для двигателей внутреннего сгорания, и предназначено для использования в автомобилях, мотоциклах, тракторах, судах, самолетах и т.п

Изобретение относится к активаторам горения для двигателя внутреннего сгорания, а более конкретно к активаторам горения для двигателя внутреннего сгорания, в камере сгорания которого установлен активирующий горение индуктор, выполненный из теплопроводного и термостойкого сплава

Изобретение относится к гидравлике и электротехнике и может быть использовано при создании систем впрыска топлива, в том числе для двигателей различных классов, в различных котельных установках, а также для распыливания различных жидкостей при необходимости использования качеств, приобретаемых жидкостями в процессе электрогидравлического разряда (например, для получения мощных потоков высокодиспергированной и (или) преобразованной в процессе разрядов жидкости)

Изобретение относится к области тепловых двигателей и волновых компрессоров и предназначено преимущественно для применения в энергетике и на транспорте

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Раскрыты варианты реализации инжекторов для проходов для впрыска, имеющих относительно малые диаметры. Инжектор, согласно предложенному варианту реализации, включает корпус, имеющий первую концевую часть, противоположную второй концевой части. Вторая концевая часть сконфигурирована с возможностью находиться вблизи камеры сгорания, а первая концевая часть сконфигурирована с возможностью находиться на расстоянии от камеры сгорания. Инжектор также включает воспламеняющий проводник, проходящий через корпус от первой концевой части ко второй концевой части, и изоляцию, проходящую продольно вдоль воспламеняющего проводника и окружающую по меньшей мере часть воспламеняющего проводника. Инжектор также включает клапан, проходящий продольно вдоль изоляции от первой концевой части ко второй концевой части. Клапан включает герметизирующую концевую часть, и клапан выполнен с возможностью перемещения вдоль изоляции между открытой позицией и закрытой позицией. Инжектор также включает клапанное седло во второй концевой части корпуса или вблизи второй концевой части корпуса. Когда клапан находится в открытой позиции, герметизирующая концевая часть находится на расстоянии от клапанного седла, а когда клапан находится в закрытой позиции, герметизирующая концевая часть контактирует по меньшей мере с частью клапанного седла. 3 н. и 33 з.п. ф-лы, 15 ил.

Настоящее изобретение относится к встроенным форсункам/запальным свечам, обеспечивающим эффективный впрыск, воспламенение и полное сгорание различных типов топлива. Согласно одному из вариантов выполнения такая форсунка/запальная свеча может содержать корпус, имеющий основную часть, противоположную сопловой части, и топливопровод, проходящий от основной части к сопловой части. Генератор усилия и первый клапан расположены в основной части. Первый клапан выполнен с возможностью перемещения в ответ на приведение в действие со стороны генератора усилия для перемещения между закрытым и открытым положениями. Форсунка/запальная свеча также содержит второй клапан, расположенный в сопловой части, которая выполнена с возможностью деформации в ответ на давление в топливопроводе для деформирования между закрытым положением и открытым положением. Технический результат заключается в возможности использования различных видов топлива, оптимизации впрыска и сгорания различных видов топлива на осовании условий в камере сгорания. 4 н. и 32 з.п. ф-лы, 78 ил, 2 табл.

Изобретение относится к энергетике. Способ зажигания в камере сгорания турбомашины включает в себя фазу впуска текучей среды в камеру через впускное отверстие, в течение которой поршень сжимает упругие средства под давлением текучей среды так, что указанные упругие средства прикладывают к пьезоэлектрическому элементу усилие, достаточное для того, чтобы последний вызвал появление между электродами электрического напряжения, обеспечивающего возможность образования электрической дуги, до тех пор, пока поршень не достигнет заданного положения для закрытия клапана для герметизации указанного впускного отверстия, и фазу выпуска указанной текучей среды, в течение которой указанные упругие средства толкают поршень назад так, чтобы вызвать выталкивание текучей среды из указанной камеры через выпускное отверстие, и указанный клапан открывается. Изобретение позволяет повысить эффективность зажигания в камере сгорания турбомашины. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к двигателестроению. Технический результат заключается в повышении мощности и надежности свечи зажигания двигателя при улучшении ее охлаждения. Сущность изобретений заключается в том, что система зажигания дизельного двигателя содержит топливный насос высокого давления и установленную в каждом цилиндре топливную форсунку и свечу зажигания, соединенную с проводом распределителя зажигания. Свечи зажигания выполнены лазерными с источником лазерного излучения и фокусирующей линзой и содержат форкамеру с каналом подачи топлива, который выполнен коаксиально источнику лазерного излучения. Топливный насос высокого давления трубкой соединен с каналом подачи топлива каждой свечи зажигания. Канал подачи топлива в форкамеру может быть образован между двумя трубками: внутренней и внешней. Внутренняя и/или внешняя трубки могут быть выполнены из материала с высокой удельной электропроводностью. Внутренняя и/или внешняя трубки могут быть выполнены из сплава, содержащего медь. Внутренняя и/или внешняя трубки могут быть выполнены из сплава, содержащего драгоценные металлы. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх