Топливная аппаратура для дизелей с улучшенными характеристиками для частичных режимов работы

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности, к системам питания дизелей. Изобретение снижает расход топлива, “перетекание” электрической мощности при параллельной работе, повышает надежность и увеличивает моторесурс дизеля. Топливная аппаратура с улучшенными характеристиками для частичных режимов работы содержит форсунки, трубопровод запорного топлива, насос гидрозапора, редукционный клапан, фильтр грубой очистки топлива, насос топливоподкачивающий, фильтр тонкой очистки топлива, топливный насос высокого давления, манометр. Параллельно редукционному клапану в системе гидрозапора установлен дополнительный клапан, отрегулированный на меньшее давление и вводимый в действие с помощью электромагнитного клапана микровыключателем, расположенным на корпусе поста управления и приводимым в работу профильным выступом на маховике управления. К рейке топливного насоса высокого давления присоединен соленоид, управляемый электронным блоком, вводимым в действие микровыключателем. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в топливной аппаратуре дизелей с гидрозапорными форсунками.

Известна гидрозапорная топливная аппаратура, где иглозапирающий механизм форсунки заменен жидкостью, размещенной в пространстве над иглой и находящейся под определенным давлением (см. книгу Г.Н.Шишлов, Ю.Н.Васильев, Ф.К.Травин, О.Н.Колосов “Гидрозапорная топливная аппаратура судовых дизелей”, М., Транспорт, 1970, стр.4).

Ближайшим аналогом предлагаемой топливной аппаратуры является система топливоподачи дизелей 6ЧН 18/22, содержащая форсунки, трубопровод запорного топлива, насос гидрозапора, редукционный клапан, фильтр грубой очистки топлива, насос топливоподкачивающий, фильтр тонкой очистки топлива, пост управления, топливный насос высокого давления, манометр (“Дизель-генераторы ДГРА100/750, ДГРА150/750, ДГРА200/750, ДГРА250/750, ДГРА315/750” Руководство по эксплуатации: М., Внешторгиздат. 1990. Изд. N 691Н, НПК, стр.20-26).

Топливо из расходной емкости подается топливоподкачивающим насосом через фильтр в полость всасывания насоса гидрозапора и топливного насоса высокого давления, далее через форсунки в цилиндры дизеля.

Насос гидрозапора подает топливо через редукционный клапан по трубопроводу к форсункам в полость гидрозапора. Редукционный клапан поддерживает в запорном трубопроводе заданное давление 15 МПа, перепуская излишки топлива обратно в полость всасывания подкачивающего насоса. Трубопровод запорного топлива выполняет роль аккумулятора и имеет объем 750 см³. Давление в трубопроводе запорного топлива контролируется манометром.

В соответствии с ГОСТ 10150-88 требования к настройке определяются для номинальных режимов. В результате этого и вследствие физической природы гидродинамических процессов топливоподачи на частичных скоростных и нагрузочных режимах имеет место значительная нестабильность последовательных процессов впрыскивания, приводящая к возникновению субгармонического возмущающего момента дополнительно к среднему крутящему моменту на коленчатом вале и повышению степени нестабильности частоты вращения дизеля. Для дизель-генераторов это явление обусловливает “перетекание” электрической мощности при параллельной работе, значительно превосходящее ±10% (согласно требованию Госстандарта). При этом топливная аппаратура предопределяет следующие отрицательные явления:

- повышенная неравномерность вращения коленчатого вала дизеля с воздействием на систему автоматического регулирования частоты вращения и, как следствие, увеличенные колебания рейки ТНВД (вторичный эффект);

- повышенный расход топлива;

- снижение показателей надежности дизелей;

- снижение моторесурса дизеля;

- колебания стрелок контрольно-измерительных приборов, что затрудняет эксплуатацию силовой установки;

- невозможность достижения минимально устойчивых оборотов холостого хода в соответствии с ГОСТ 10150-88;

- повышенное “перетекание” электрической мощности при параллельной работе.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является понижение межцикловой нестабильности впрыскиваний на частичных скоростных и нагрузочных и режимах и, как следствие, снижение расхода топлива, повышение надежности, увеличение моторесурса дизеля, снижение “перетекания” электрической мощности при параллельной работе дизель-генератора.

Для решения указанной задачи предлагается:

1. Топливная аппаратура с улучшенными характеристиками для частичных режимов работы, содержащая форсунки, трубопровод запорного топлива, насос гидрозапора, редукционный клапан, фильтр грубой очистки топлива, насос топливоподкачивающий, фильтр тонкой очистки топлива, топливный насос высокого давления, манометр, отличающийся тем, что параллельно редукционному клапану в системе гидрозапора установлен дополнительный клапан, отрегулированный на меньшее давление и вводимый в действие с помощью электромагнитного клапана микровыключателем, расположенным на корпусе поста управления и приводимым в работу профильным выступом на маховичке управления.

2. Топливная аппаратура с улучшенными характеристиками для частичных режимов работы по п.1, отличающаяся тем, что к рейке топливного насоса высокого давления присоединен соленоид, управляемый электронным блоком, вводимым в действие микровыключателем, расположенным на корпусе поста управления и приводимым в работу профильным выступом на маховичке управления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана топливная аппаратура дизелей с улучшенными характеристиками для частичных режимов работы, на фиг.2 - привод микровыключателя от маховичка поста управления.

Позиции на чертеже обозначают:

1. форсунки;

2. трубопровод запорного топлива;

3. насос гидрозапора;

4. и 6 редукционные клапаны;

5. электромагнитный клапан;

7. фильтр грубой очистки топлива;

8. насос топливоподкачивающий;

9. фильтр тонкой очистки топлива;

10. микровыключатель;

11. пост управления;

12. топливный насос высокого давления;

13. соленоид;

14. электронный блок;

15. манометр;

16. маховичок управления;

17. профильный выступ.

Топливный насос высокого давления 12 связан посредством трубопроводов высокого давления с форсунками 1 и трубопроводом низкого давления через фильтр тонкой очистки топлива 9 с топливоподкачивающим насосом 8. Насос гидрозапора 3 связан с трубопроводом запорного топлива 2 и с топливоподкачивающим насосом 8 через фильтр тонкой очистки 9. К трубопроводу запорного топлива 2 присоединен манометр 15. Трубопровод запорного топлива 2 через редукционный клапан 4 соединен с полостью всасывания топливоподкачивающего насоса 8. Дополнительный редукционный клапан 6 связан с полостью всасывания топливоподкачивающего насоса 8 и через электромагнитный клапан 5 с трубопроводом запорного топлива 2. Электромагнитный клапан 5 электрически связан с микровыключателем 10 на посту управления 11. К рейке топливного насоса высокого давления 12 с одной стороны посредством рычага присоединен регулятор, находящийся в посту управления 11, с другой стороны - соленоид 13, связанный электрически с электронным блоком 14. Электронный блок 14 также управляется микровыключателем 10.

Пример работы топливной аппаратуры дизелей с улучшенными характеристиками для частичных режимов работы.

На режимах, превышающих 30-40% от номинального, система работает как обычно. При переходе на режим, меньший 30-40%, профильный выступ 17 на маховичке управления 16 (см. фиг.2) приводит в работу микровыключатель 10 и, тем самым, открывает электромагнитный клапан 5, который подключает дополнительный редукционный клапан 6, и давление в системе гидрозапора снижается до определенной величины, например, до 9 МПа.

Профильный выступ 17 имеет такую форму, что приводит в работу микровыключатель 10 при положении маховичка управления 16 в диапазоне ±30% от позиции “холостой ход”. При работе на пониженном давлении в системе гидрозапора существенно уменьшается нестабильность в последовательных циклах впрыскивания, что позволяет устранить недостатки работы существующей системы топливоподачи и выполнить требования ГОСТ 10150-88 в части снижения минимально устойчивых оборотов холостого хода (до 25% от номинальной частоты вращения).

Так как работа на режимах малых подач со сниженным давлением гидрозапора приводит к закоксовыванию сопел распылителя, то для предотвращения закоксовывания сопел электронный блок 14 через соленоид 13 обеспечивает возмущение типа “толчок” рейки ТНВД до положения номинальной подачи, например, через каждые 100 циклов впрыскивания (что определяется настройкой электронного блока 14 по результатам эксперимента) с такой настроенной длительностью возмущения, при которой отрабатывают как минимум все секции ТНВД. Подобное возмущение, вызванное срабатыванием соленоида, проходит практически незаметно для скоростного режима дизеля вследствие его инерционности. Происходит так называемая “моточистка” сопловых каналов, что обеспечивает работоспособность распылителей.

Использование предлагаемого изобретения позволяет устранить недостатки работы серийной топливной аппаратуры и, как следствие, повысить надежность работы, снизить расход топлива, увеличить моторесурс двигателя, снизить “перетекание” электрической мощности при параллельной работе дизель-генераторов.

Формула изобретения

1. Топливная аппаратура с улучшенными характеристиками для частичных режимов работы, содержащая форсунки, трубопровод запорного топлива, насос гидрозапора, редукционный клапан, фильтр грубой очистки топлива, насос топливоподкачивающий, фильтр тонкой очистки топлива, топливный насос высокого давления, манометр, отличающаяся тем, что параллельно редукционному клапану в системе гидрозапора установлен дополнительный клапан, отрегулированный на меньшее давление и вводимый в действие с помощью электромагнитного клапана микровыключателем, расположенным на корпусе поста управления и приводимым в работу профильным выступом на маховичке управления.

2. Топливная аппаратура с улучшеными характеристиками для частичных режимов работы по п.1, отличающаяся тем, что к рейке топливного насоса высокого давления присоединен соленоид, управляемый электронным блоком, вводимым в действие микровыключателем, расположенным на корпусе поста управления и приводимым в работу профильным выступом на маховичке управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2