Способ организации рабочего процесса дизеля

 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности может использоваться в двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Изобретение направлено на повышение эффективности рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания при впрыскивании топлива в камеру сгорания методом соударяющихся струи. Предлагаемый способ организации рабочего процесса заключается в том, что к одному сопловому отверстию каждой пары подают топливо, а к встречному сопловому отверстию по изолированному каналу подают воздух, при этом воздух под высоким давлением поступает от автономного источника давления через ресивер и золотник в форсунке, обеспечивающий управление подачей воздуха в зависимости от давления топлива в кармане распылителя. Это позволяет равномерно распределять топливо в объеме камеры сгорания, эффективно изменяя направление развития топливного факела на протяжении всего периода впрыскивания. 1 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к способам организации рабочего процесса дизелей при использовании впрыскивания топлива методом соударяющихся струй.

Известны способы организации рабочего процесса дизелей, заключающиеся в том, что топливо подают плунжерным насосом через нагнетательный клапан в форсунку, которая обеспечивает впрыскивание топлива методом соударяющихся струй. Особенность данного способа заключается в том, что за период впрыскивания изменяется геометрия топливного факела в зависимости от относительного изменения параметров струй [1]. Управление развитием топливного факела осуществляется в полной мере, если параметры соударяющихся струй изменяются независимо по установленным законам.

Организация рабочего процесса с применением впрыскивания топлива методом соударяющихся струй с использованием распылителей форсунок [2], у которых сопловые отверстия расположены попарно таким образом, что каждая пара имеет одно отверстие, расположенное на запорном конусе седла распылителя, а второе - в колодце распылителя, при этом оси этих отверстий пересекаются на некотором расстоянии от корпуса распылителя и находятся в одной плоскости с его осью, показывает высокую эффективность на режимах работы дизеля, обуславливающих незначительное время нахождения запорной иглы на упоре в сравнении с общим временем впрыскивания (режимы малых подач топлива). Недостатки, связанные с отсутствием всережимного управления развитием топливного факела снижают эффективность применения данного способа впрыскивания на режимах средних и высоких нагрузок.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ впрыскивания топлива методом соударяющихся струй, заключающийся в том, что геометрия топливного факела изменяется за период впрыскивания от 0 до 180 градусов при вершине конуса факела, обеспечивая равномерное распределение топлива по объему камеры сгорания, причем "раскрытие" и "схлопывание" конуса факела достигается изменением диаметра и скорости истечения струй по заданной характеристике [1]. Однако организация рабочего процесса с использованием данного способа впрыскивания приводит к усложнению конструкции форсунки в связи с требованием асинхронного изменения параметров соударяющихся струй.

Настоящее изобретение направлено на повышение эффективности рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания при впрыскивании топлива в камеру сгорания методом соударяющихся струй.

Решение поставленной задачи достигается тем, что к одному сопловому отверстию каждой пары подают топливо, а к встречному сопловому отверстию по изолированному каналу подают воздух, при этом воздух под высоким давлением поступает от автономного источника давления через ресивер и золотник в форсунке, обеспечивающий управление подачей воздуха в зависимости от давления топлива в кармане распылителя.

Сопоставительный анализ заявляемого решения и выбранного в качестве прототипа показывает, что организация рабочего процесса дизеля с использованием соударения струй топлива и воздуха, позволяет в течение всего периода впрыскивания изменять геометрию топливного факела, тем самым, способствуя равномерному распределению топлива в объеме камеры сгорания и качественному протеканию рабочего процесса. Кроме того, организация рабочего процесса указанным способом позволит избежать явления подвпрыскивания топлива.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что к одному сопловому отверстию каждой пары подают топливо, а к встречному сопловому отверстию по изолированному каналу подают воздух, при этом воздух под высоким давлением поступает от автономного источника давления через ресивер и золотник в форсунке, обеспечивающий управление подачей воздуха в зависимости от давления топлива в кармане распылителя.

Таким образом, отличия, связанные с организацией рабочего процесса дизеля с использованием соударения струй топлива и воздуха, а именно, с тем, что к одному сопловому отверстию каждой пары подают топливо, а к встречному сопловому отверстию по изолированному каналу подают воздух, при этом воздух под высоким давлением поступает от автономного источника давления через ресивер и золотник в форсунке, обеспечивающий управление подачей воздуха в зависимости от давления топлива в кармане распылителя, позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемое техническое решение, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена топливная система для реализации способа организации рабочего процесса дизеля.

Система содержит плунжерный насос 1 с нагнетательным клапаном 2, топливопровод высокого давления 3, автономный источник воздуха высокого давления 4, клапан 5, ресивер 6, воздухопровод 7, золотник 8, установленный в форсунке и управляющий подачей воздуха, форсунку 9, установленную в дизеле 10.

Устройство работает следующим образом.

1. При работе дизеля топливо подается насосом 1 в линию высокого давления 3 и затем через форсунку 9 к ее сопловым отверстиям. Одновременно, воздух под высоким давлением подается от источника 4 через клапан 5 и ресивер 6 в линию высокого давления воздуха 7 к золотнику 8. В момент впрыскивания золотник открывает доступ воздуха к воздушным сопловым отверстиям и в камере сгорания дизеля 10 происходит соударение струй топлива и воздуха.

2. В момент впрыскивания происходит соударение струи топлива, параметры которой изменяются в соответствии с законом подачи и струи воздуха, параметры которой постоянны. Таким образом, в течение всего периода впрыскивания происходит изменение формы топливного факела, а именно, "раскрытие" и "схлопывание" полого конуса топливного факела, который образуется в результате соударения струи топлива и воздуха.

3. При окончании процесса впрыскивания золотник демпфирует возникающие волны давления в топливной магистрали, так как давление срабатывания золотника меньше давления подъема запорной иглы форсунки. При этом в момент открытия золотника в цилиндр дизеля поступает небольшая порция воздуха, которая не оказывает существенного влияния на рабочий процесс.

Применение данного способа организации рабочего процесса позволяет эффективно использовать преимущества впрыскивания топлива методом соударяющихся струй, повышает экономичность двигателей и их энергетические показатели.

Формула изобретения

Способ организации рабочего процесса дизеля, заключающийся в том, что топливо подают плунжерным насосом через нагнетательный клапан в форсунку, распылитель которой обеспечивает впрыскивание топлива методом соударяющихся струй, отличающийся тем, что к одному сопловому отверстию каждой пары подают топливо, а к встречному сопловому отверстию по изолированному каналу подают воздух, при этом воздух под высоким давлением поступает от автономного источника давления через ресивер и золотник в форсунке, обеспечивающий управление подачей воздуха в зависимости от давления топлива в кармане распылителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1