Аккумуляторная система подачи топлива дизеля

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам подачи топлива в дизель. Изобретение позволяет повысить быстродействие форсунки, снизить расход топлива на управление и повысить работоспособность системы подачи топлива. Аккумуляторная система подачи топлива дизеля состоит из топливного бака, подогревателя топлива с термостатом, фильтра тонкой очистки топлива, топливного насоса низкого давления, отсечного электроклапана, топливного насоса высокого давления, датчика давления, аккумулятора высокого давления, электроклапана регулирования давления, охладителя топлива, электрогидравлических форсунок, низкотемпературного воздушного радиатора. Система подачи топлива дополнена аккумулятором низкого давления, включенным в систему слива топлива из форсунок и разделенным на две части, между которыми размещен дроссель. К первой части аккумулятора присоединены сливные трубопроводы от форсунок, а вторая часть аккумулятора через невозвратный клапан подключена через охладитель топлива к топливному баку. Невозвратный клапан отрегулирован на давление открытия не ниже 4...5 МПа. 1 ил.

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам подачи топлива в дизель.

Из известных наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является аккумуляторная система подачи топлива дизеля, содержащая топливный бак, подогреватель топлива, топливный насос низкого давления, отсечной электроклапан, топливный насос высокого давления, датчик давления, аккумулятор высокого давления, электроклапан регулирования давления, охладитель топлива, электрогидравлические форсунки и низкотемпературный воздушный радиатор.

Недостатком известной системы подачи топлива является вероятность на некоторых режимах работы в процессе впрыскивания появление парогазовых пузырьков в камере гидроуправления и, как следствие, снижение быстродействия в наиболее ответственный момент процесса впрыскивания - при отсечке, а также трудность дальнейшего снижения расхода топлива на управление (Грехов Л.В. Топливная аппаратура дизелей с электронным управлением. Учебно-практическое пособие. М: Легион - Автодата, 2003, с.65...67 - прототип).

Изобретение решает задачу повышения быстродействия форсунки, снижения расхода топлива на управление и повышения работоспособности системы подачи топлива.

Техническая задача решается за счет того, что аккумуляторная система подачи топлива дизеля, содержащая топливный бак, подогреватель топлива с термостатом, фильтр тонкой очистки топлива, топливный насос низкого давления, отсечной электроклапан, топливный насос высокого давления, датчик давления, аккумулятор высокого давления, электроклапан регулирования давления, охладитель топлива, электрогидравлические форсунки, низкотемпературный воздушный радиатор, согласно изобретению, дополнена аккумулятором низкого давления, включенным в систему слива топлива из форсунок и разделенным на две части, между которыми размещен дроссель, причем к первой части аккумулятора присоединены сливные трубопроводы от форсунок, а вторая часть аккумулятора через невозвратный клапан подключена через охладитель топлива к топливному баку, а невозвратный клапан отрегулирован на давление открытия не ниже 4...5 МПа. Конструкция невозвратного клапана предусматривает возможность регулирования верхнего предела давления топлива в аккумуляторе.

Техническая сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где показана схема заявляемой системы подачи топлива дизеля.

Аккумуляторная система подачи топлива дизеля содержит топливный бак 1, подогреватель топлива с термостатом 2, фильтр тонкой очистки топлива 3, топливный насос низкого давления 4, отсечной электроклапан 5, топливный насос высокого давления 6, датчик давления 7, аккумулятор высокого давления 8, электроклапан регулирования давления 9, охладитель топлива 10, электрогидравлические форсунки 11, низкотемпературный воздушный радиатор 12, дроссель 13, разделяющий первую полость аккумулятора низкого давления 14 от второй полости аккумулятора 15, невозвратный клапан 16.

Исследованиями систем подачи топлива дизелей установлено, что в процессе окончания впрыскивания при снижении давления во время отсечки в линии высокого давления и форсунке в топливе образуются газовые пузырьки, состоящие из воздуха и паров топлива. Растворенный в топливе воздух выделяется в виде пузырьков при снижении давления за доли миллисекунд, а при повышении давления растворяется довольно медленно. Содержание паров топлива в пузырьках зависит от температуры топлива, и чем она выше, тем больше паров топлива в них.

Установлено также, что при повышении давления топлива примерно до 4 МПа газовые пузырьки исчезают или становятся необыкновенно малых размеров и не оказывают на процесс впрыскивания существенного негативного влияния.

В аккумуляторной системе подачи топлива, принятой за прототип, при отсутствии аккумулятора низкого давления в процессе впрыскивания давление топлива в камере гидроуправления форсунки при работе дизеля в широком диапазоне частоты вращения коленчатого вала двигателя, изменениях нагрузки, неустановившихся режимах работы и колебательных процессах в системе подачи топлива может снизиться до такой величины, при которой в топливе могут образовываться газовые пузырьки.

По крайней мере, нет никаких гарантий, что в процессе работы дизеля при впрыскивании топлива в камере управления форсунки таких пузырьков образовываться не будет, если при этом учесть, что при открытом положении клапана гидроуправления в сливной системе давление не намного превышает 0,1 МПа, а за счет возникновения колебательных процессов оно может снизиться значительно ниже 0,1 МПа. Образование газовых пузырьков в камере гидроуправления форсунок особенно неблагоприятно отражается на процесс окончания впрыскивания в момент отсечки. Отсечка становится менее резкой, в результате чего в конечной фазе процесса впрыскивания распыливание топлива ухудшается, а это связано с повышением вероятности закоксовывания сопловых отверстий распылителя форсунки, образованием крупных капель распыленного топлива и дымлением дизеля.

Предлагаемая аккумуляторная система подачи топлива благодаря наличию аккумулятора низкого давления исключает всякую вероятность снижения давления топлива в камере гидроуправления форсунок ниже 4...5 МПа, что гарантирует при всех возможных режимах работы дизеля отсутствие образования газовых пузырьков в топливе.

Аккумуляторная система подачи топлива дизеля работает следующим образом.

При подаче импульса электрического тока в электромагнит или пьезопривод форсунки срабатывает клапан гидроуправления и в камере гидроуправления резко снижается давление топлива, за счет чего мультипликатор с игольчатым клапаном распылителя форсунки перемещаются в сторону открытая и начинается впрыскивание топлива в камеру сгорания дизеля. После закрытия клапана гидроуправления в камере гидроуправления повышается давление топлива и мультипликатор совместно с игольчатым клапаном распылителя перемещается в сторону закрытия форсунки. Снижение давления в процессе впрыскивания топлива в камере гидроуправления ни при каких условиях не происходит ниже 4...5 МПа в связи с тем, что в первой полости аккумулятора низкого давления 14 поддерживается давление в пределах 4...5 МПа, а поэтому в процессе впрыскивания газовых пузырьков не образуется.

Любой клапан обладает определенной инертностью. Поэтому для снижения колебаний давления в первой полости аккумулятора низкого давления 14 она отделена от второй полости аккумулятора 15 дросселем 13, пропускная способность которого определяется по расходу топлива на управление при номинальном режиме работы дизеля.

Давление открытия невозвратного клапана 16 устанавливается оптимальным для дизеля, но не ниже 4...5 МПа. При этом в предложенной системе подачи топлива за счет повышенного давления топлива в аккумуляторе низкого давления при неизменном давлении топлива в аккумуляторе высокого давления 8 несколько снижается расход топлива на управление, а отсутствие образования газовых пузырьков повышает быстродействие форсунки по сравнению с прототипом.

Объемы полостей аккумулятора низкого давления выбираются из условия обеспечения допустимых колебаний давления топлива, особенно в первой полости 14 аккумулятора, объем второй полости 15 не имеет существенного значения и может выбираться из конструктивных соображений.

Предлагаемое дополнение в аккумуляторной системе питания дизеля не потребует больших дополнительных затрат и легко осуществимо.

Аккумуляторная система подачи топлива дизеля, состоящая из топливного бака, подогревателя топлива с термостатом, фильтра тонкой очистки топлива, топливного насоса низкого давления, отсечного электроклапана, топливного насоса высокого давления, датчика давления, аккумулятора высокого давления, электроклапана регулирования давления, охладителя топлива, электрогидравлических форсунок, низкотемпературного воздушного радиатора, отличающаяся тем, что система подачи топлива дополнена аккумулятором низкого давления, включенным в систему слива топлива из форсунок и разделенным на две части, между которыми размещен дроссель, причем к первой части аккумулятора присоединены сливные трубопроводы от форсунок, а вторая часть аккумулятора через невозвратный клапан подключена через охладитель топлива к топливному баку, а невозвратный клапан отрегулирован на давление открытия не ниже 4÷5 МПа.