Устройство подачи топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к устройствам впрыска топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит корпус (1) с внутренней расточкой, две гидравлические полости (6 и 12) разделены подпружиненным клапаном (9), нижняя часть корпуса жестко соединена с конической втулкой (16), жестко соединенной с диффузором (17), а с его цилиндрической частью соосно установлен конический клапан (20) для запирания отверстий диффузора (18). Нижняя коническая втулка (23) выполнена с дренажными каналами (24), в части полости, свободной от хода подпружиненных клапанов закреплен световод (30), соединенный с лазерным излучателем (31). В верхней части корпуса находится подвижный цилиндр (3) с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, внутри цилиндра находится гидравлическая полость с подводящим (7) и отводящим (8) каналами, а в нижней части полости размещен подпружиненный клапан с центральным глухим каналом (10), который через боковые сквозные отверстия (11) обеспечивает сообщение полости с нижней гидравлической полостью, при этом клапан в верхней части снабжен кольцеобразным ограничителем хода (15) с возможностью сопряжения с кольцевым упором (5) подвижного цилиндра. Верхняя часть подвижного цилиндра жестко соединена с штоком (25), причем положение штока зависит от положения регулятора мощности путем свободного качения шаровой или роликовой опоры (26) по поверхности профилированного паза кулачкового механизма (27), а положение кулачкового механизма определяет положение регулятора мощности. Технический результат - обеспечение расширения функциональных возможностей путем обеспечения управления и изменения объема топлива, подаваемого в цилиндр ДВС. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности, к устройствам впрыска топлива в цилиндр двигателя.

Известно устройство по патенту РФ 2621445, содержащее корпус с внутренней расточкой, в котором две гидравлические полости разделены подпружиненным клапаном с глухим центральным каналом и боковыми сквозными отверстиями, нижняя часть корпуса жестко соединена с втулкой, которая внутри соединена с конической частью диффузора, а с его цилиндрической частью соосно установлен подпружиненный конический клапан с возможностью периодического запирания отверстий диффузора, с втулкой жестко соединена коническая втулка с дренажными каналами для впрыска топлива в цилиндр ДВС, в части полости, свободной от хода подпружиненных клапанов закреплен световод, соединенный с лазерным излучателем, электрически управляемый командами электронного блока управления, при этом рабочая длина волны лазерного излучателя равна или максимально близка длине волны поглощения излучения топливом.

Основным недостатком прототипа является постоянный объем второй гидравлической полости, что ограничивает область применения данного устройства только работой при постоянной мощности ДВС, т.к. в цилиндр впрыскивается постоянное количество топлива за каждый цикл.

Технический результат - обеспечение расширения функциональных возможностей путем обеспечения управления и изменения объема топлива, подаваемого в цилиндр ДВС.

Для решения указанного технического результата предлагается:

Устройство подачи топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с внутренней расточкой, в котором две гидравлические полости разделены подпружиненным клапаном с глухим центральным каналом и боковыми сквозными отверстиями, нижняя часть корпуса жестко соединена с втулкой, которая внутри соединена с конической частью диффузора, а с его цилиндрической частью соосно установлен подпружиненный конический клапан с возможностью периодического запирания отверстий диффузора, с указанной втулкой жестко соединена коническая втулка с дренажными каналами для впрыска топлива в цилиндр ДВС, в части полости свободной от хода подпружиненных клапанов закреплен световод, соединенный с лазерным излучателем, электрически управляемый командами электронного блока управления, при этом рабочая длина волны лазерного излучателя равна или максимально близка длине волны поглощения излучения топливом.

В отличии от прототипа, в верхней части корпуса находится подвижный цилиндр с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, снабженный снаружи уплотнительными кольцами и выполненный внутри с кольцевым упором, внутри цилиндра находится гидравлическая полость с подводящим каналом и отводящим каналом, в котором предусмотрен разгрузочный клапан, а в нижней части гидравлической полости размещен подпружиненный клапан с центральным глухим каналом, который через боковые сквозные отверстия обеспечивает сообщение гидравлической полости с нижней гидравлической полостью, также клапан в верхней части снабжен кольцеобразным ограничителем хода с возможностью сопряжения с кольцевым упором подвижного цилиндра, а в нижней части клапана выполнены кромки для защиты пружины от смещения в процессе повышения давления, кроме того верхняя часть подвижного цилиндра жестко соединена с штоком, при этом в крышке корпуса выполнены отверстия с обеспечением свободного перемещения в них штока и подводящего и отводящего каналов, причем переменное положение штока выполнено с обеспечением зависимости от положения регулятора мощности.

На верхней части штока выполнена шаровая или роликовая опора с возможностью свободного качения по поверхности профилированного паза кулачкового механизма, а положение кулачкового механизма определяет соответственно, положение регулятора мощности.

Устройство подачи топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания показано на фиг. 1.

Корпус 1 устройства выполнен с внутренней расточкой. Сверху корпус 1 закрыт крышкой 2, которая крепится к корпусу 1 посредством резьбового соединения. В верхней части корпуса 1 находится подвижный цилиндр 3 с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, снабженный снаружи уплотнительными кольцами 4 и выполненный внутри с кольцевым упором 5.

Внутри цилиндра 3 находится гидравлическая полость 6 с подводящим каналом 7 и отводящим каналом 8, в котором предусмотрен разгрузочный клапан (на фиг. не показан как общеизвестный). В нижней части гидравлической полости 6 размещен подпружиненный клапан 9 с центральным глухим каналом 10, который через боковые сквозные отверстия 11 обеспечивает сообщение гидравлической полости 6 с нижней гидравлической полостью 12. Клапан 9 выполнен в нижней части с кромками 13 для защиты пружины 14 от смещения в процессе повышения давления в нижней гидравлической полости 12. В верхней части клапана 9 имеется кольцеобразный ограничитель хода 15, который удерживает клапан 9 в рамках хода внутри гидравлической полости 6 до сопряжения с кольцевым упором 5. В начале цикла работы клапан 9 за счет пружины 14 находится в открытом состоянии, при котором топливо поступает из гидравлической полости 6 в нижнюю гидравлическую полость 12. В момент закрытия клапана 9 слив топлива осуществляется через разгрузочный клапан в отводящем канале 8.

С нижней частью корпуса 1 жестко соединена втулка 16, которая жестко соединена с конической частью диффузора 17 с отверстиями 18 по периметру, а соосно его цилиндрической части 19 установлен подпружиненный конический клапан 20 с возможностью периодического запирания отверстий 18 и с обеспечением возвратного хода посредством пружины 21. Пружина 21 размещена между торцом цилиндрической части диффузора 19 и тарелкой на верхнем торце конического клапана 20 и частично экранирована боковыми кромками тарелки 22, что защищает пружину 21 от смещения в процессе повышения давления в нижней гидравлической полости 12. Нижняя часть втулки 16 и коническая часть диффузора 17 жестко соединены с распылителем в виде конической втулки 23 с дренажными каналами 24 для впрыска топлива в цилиндр двигателя. Коническая втулка 23 имеет наружную резьбу для закрепления устройства в камере сгорания (на фиг. резьбы не показаны).

Верхняя часть подвижного цилиндра 3 жестко соединена с штоком 25. Для свободного перемещения штока 25 и отводящего 8 и подводящего 7 каналов в крышке 2 выполнены отверстия.

Перемещение штока 25 приводит к тому, что гидравлическая полость 12, из которой происходит непосредственно подача топлива, имеет переменный объем. Причем переменное положение штока 25 выполнено с обеспечением прямой зависимости от положение регулятора мощности (скорости или педали газа). При использовании механической передачи управление может быть выполнено по следующей схеме. На верхней части штока 25 выполнена шаровая или роликовая опора 26 с возможностью свободного качения по поверхности профилированного паза кулачкового механизма 27, а положение кулачкового механизма 27 определяет соответственно, положение регулятора мощности (скорости или педали газа). Условно показано на фиг. 1 возможности хода кулачкового механизма 27 посредством тяги 28 и пружины 29. Кривизна профиля кулачка выбирается в соответствии с законом управления мощностью двигателя в зависимости от положения педали газа.

В корпусе 1 закреплен световод 30, конец которого выходит в гидравлическую полость 12 в части, свободной от хода подпружиненных клапанов 9 и 20. Второй конец световода 30 соединен с выходом лазерного излучателя 31, работающего по командам электронного блока управления (ЭБУ) 32. По формируемым командам ЭБУ 32 лазерный излучатель 31 обеспечивает подачу оптического импульса в гидравлическую полость 12 устройства с заданной частотой впрыска топлива в цилиндр двигателя. Электронный блок управления 32 выполнен с возможностью формирования команд для:

- установления момента подачи топлива в полость 6 устройства;

- установления момента конца такта сжатия и соответствующего давления в цилиндре,

- установления момента нахождения поршня цилиндра в верхней мертвой точке,

- установления момента подключения световода 30 к лазерному излучателю 31 и подачи лазерного импульса в конце такта сжатия.

Рабочая длина волны лазерного излучения является необходимым условием функционирования устройства.

Устройство работает следующим образом.

При запуске ДВС орган управления (педали газа) находится в положении максимальной подачи топлива и через тягу 28 кулачковый механизм 27 перемещается в крайнее положение, при котором подвижный цилиндр 3 вместе с клапаном 9 перемещается в верхнюю часть корпуса 1 и объем гидравлической полости 12 становится максимальным.

В исходном состоянии впускной клапан 9 под действием пружины 14 открыт, а конический клапан 20 закрыт под действием пружины 21. Топливо под некоторым давлением через подводящий канал 7 поступает в полость 6 и далее через центральный канал 10 и отверстия 11 клапана 9 поступает в полость 12. Кольцевой упор 5 и ограничитель хода 15 удерживают клапан 9 в рамках хода внутри полости 6.

В момент конца такта сжатия в цилиндре ДВС (фиксируемые программой ЭБУ 32), когда поршень цилиндра находится в верхней мертвой точке, лазерное излучение по световоду 30 по команде ЭБУ 32 подается в полость 12 устройства. Под воздействием лазерного излучения в топливе возникает светогидравлический эффект (открытие СССР №65), который приводит к мгновенному нагреву и расширению топлива, что вызывает появление в нем мощного импульса давления и происходит мгновенный впрыск топлива в цилиндр двигателя.

Под воздействием импульса давления закрывается впускной клапан 9 с центральным каналом 10 и перекрываются боковые отверстия 11, препятствуя подаче топлива из гидравлической полости 6 в гидравлическую полость 12 и обратно. Кромки 13 служат для упора и устойчивости работы пружины 14 и ее защиты от смещения в процессе повышения давления в гидравлической полости 12, а также перекрывают обратный заброс топлива из гидравлической полости 12 в гидравлическую полость 6. Одновременно клапан 9 совместно с цилиндром 3 перемещаются вверх относительно корпуса 1. Уплотнительные кольца 4 препятствуют проникновению топлива в пространство между цилиндром 3 и крышкой 2 и служат также устойчивости при движении цилиндра 3 относительно корпуса 1.

За счет давления топлива, поступающего по подводящему каналу 7 и движения вверх клапана 9, приводящего к уменьшению объема полости 6, открывается разгрузочный клапан канала 8 для слива излишек топлива в топливную магистраль. Одновременно открывается подпружиненный конический клапан 20 с тарелкой на верхнем торце, кромки которой 22 служат для крепления пружины 21 и ее защиты от смещения в процессе повышения давления в гидравлической полости 12. Через отверстия 18 конического диффузора 17 и дренажные каналы 24 распылителя топливо впрыскивается в цилиндр двигателя.

Количество впрыскиваемого топлива определяется положением профиля механизма 27 и, соответственно, положениями цилиндра 3, клапана 9 и объемом полости 12. В зависимости от положения педали газа через тягу 28 меняется положение механизма 27 и объем полости 12, поэтому количество впрыскиваемого топлива напрямую зависит от положения педали газа. Пружина 29 служит для возврата кулачкового механизма 27 в исходное положение.

Устройство позволяет обеспечить управление мощностью двигателя за. счет изменения количества подаваемого топлива, которое зависит от внутреннего объема гидравлической полости устройства и которое, в свою очередь, изменяется посредством перемещения педали газа. В то же время, при периодическом увеличении объема подаваемого топлива устройство сохраняет, как и в прототипе, полноту горения топлива, сокращается фаза его нагрева, расширения и распыления, сокращается время подачи топлива в цилиндр, что приводит к повышению мощности двигателя и снижает содержание вредных веществ в выхлопных газах.

Устройство может быть реализовано с использованием известных материалов и оборудования.

1. Устройство подачи топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с внутренней расточкой, в котором две гидравлические полости разделены подпружиненным клапаном с глухим центральным каналом и боковыми сквозными отверстиями, нижняя часть корпуса жестко соединена с втулкой, которая внутри соединена с конической частью диффузора, а с его цилиндрической частью соосно установлен подпружиненный конический клапан с возможностью периодического запирания отверстий диффузора, с указанной втулкой жестко соединена коническая втулка с дренажными каналами для впрыска топлива в цилиндр ДВС, в части полости свободной от хода подпружиненных клапанов закреплен световод, соединенный с лазерным излучателем, электрически управляемый командами электронного блока управления, при этом рабочая длина волны лазерного излучателя равна или максимально близка длине волны поглощения излучения топливом, отличающееся тем, что в верхней части корпуса находится подвижный цилиндр с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, снабженный снаружи уплотнительными кольцами и выполненный внутри с кольцевым упором, внутри цилиндра находится гидравлическая полость с подводящим каналом и отводящим каналом, в котором предусмотрен разгрузочный клапан, а в нижней части гидравлической полости размещен подпружиненный клапан с центральным глухим каналом, который через боковые сквозные отверстия обеспечивает сообщение полости с нижней гидравлической полостью, также клапан в верхней части снабжен кольцеобразным ограничителем хода с возможностью сопряжения с кольцевым упором подвижного цилиндра, а в нижней части клапана выполнены кромки для защиты пружины от смещения в процессе повышения давления, кроме того верхняя часть подвижного цилиндра жестко соединена с штоком, при этом в крышке корпуса выполнены отверстия с обеспечением свободного перемещения в них штока и подводящего и отводящего каналов, причем переменное положение штока выполнено с обеспечением зависимости от положения регулятора мощности.

2. Устройство по п. 1., отличающееся тем, что на верхней части штока выполнена шаровая или роликовая опора с возможностью свободного качения по поверхности профилированного паза кулачкового механизма, а положение кулачкового механизма выполнено с обеспечением зависимости от положения регулятора мощности.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания. Предложено устройство управления для двигателя, снабженного инжектором непосредственного впрыска топлива в цилиндр и инжектором впрыска топлива во впускной порт.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложена топливная рампа для бензина, включающая основное тело топливной рампы 1 плоской формы с парой противоположных широких стенок 2, 3 и парой противоположных узких стенок 4, 5, причем ширина последних меньше ширины пары широких стенок 2, 3.

Изобретение относится к способу для улучшения запуска двигателя. В одном из примеров способ выбирает первый цилиндр для приема топлива после останова двигателя с положением цилиндра относительно верхней мертвой точки такта сжатия цилиндра.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложена конструкция концевого уплотнения направляющей-распределителя 1 для топлива для бензинового двигателя с непосредственным впрыском.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложены способы и система для управления по замкнутому контуру топливным насосом высокого давления, присоединенным к форсункам непосредственного впрыска топлива в ДВС.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложена конструкция концевого уплотнения направляющей-распределителя для топлива для бензинового двигателя с непосредственным впрыском.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложено устройство подачи топлива в цилиндр ДВС, содержащее форсунку непосредственного впрыска, включающую корпус 1, в котором выполнены две гидравлические полости 2 и 8 с подпружиненным клапаном 5 между ними.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и может быть использовано при проектировании и постройке тепловозных энергетических установок с дизельным приводом, работающим на вязком и маловязком топливах.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливовпрыскивающей аппаратуре двигателей. .

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложено сопло (40) топливного клапана (30) для впрыска газообразного топлива внутрь большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия с траверсами.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложено сопло (40) топливного клапана (26) для впрыска газообразного топлива в большой двухтактный двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия и траверсами.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен топливный клапан (50) для впрыска жидкого топлива в камеру сгорания двухтактного ДВС с турбонаддувом и воспламенением от сжатия, содержащий удлиненный корпус (52) клапана и сопло (54) с закрытым наконечником (59), каналом (55) и отверстиями (56) впрыска.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложенный клапан (10) впрыска топлива имеет промежуточный клапан, промежуточный клапанный элемент (78) которого выполнен в форме гриба.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложен распылитель дизельной форсунки, содержащий корпус 1 в котором размещена игла 2, имеющая цилиндрическую часть 3, запирающий конус 6 и нажимной поясок 8, причем нажимной поясок 8 иглы выполнен с «глухими» винтовыми проточками 4.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложен распылитель дизельной форсунки, содержащий корпус 1 в котором размещена игла 2, имеющая цилиндрическую часть 3, запирающий конус 6 и нажимной поясок 8, причем нажимной поясок 8 иглы выполнен с «глухими» винтовыми проточками 4.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложена форсунка, содержащая корпус, полый распылитель (4) с запирающим коническим седлом (5), распыливающими отверстиями (6) и каналами подвода основного и запального топлива.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена форсунка для дизеля, содержащая корпус 1 с каналом 2 для подвода топлива, распыливающим отверстием 3, камерой закручивания 4, запорным клапаном 5, запорная часть которого выполнена в виде цилиндра, а верхняя часть снабжена ограничителем 6.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена топливная форсунка для ДВС, содержащая составной корпус 1 с топливным каналом высокого давления 7, распылитель 3 с иглой 2, штангу 5.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен топливный клапан (50) для впрыскивания жидкого топлива с низкой температурой воспламенения в камеру сгорания двухтактного ДВС с турбонаддувом и самовоспламенением.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложено сопло (40) топливного клапана (30) для впрыска газообразного топлива внутрь большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия с траверсами.

Изобретение относится к устройствам впрыска топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит корпус с внутренней расточкой, две гидравлические полости разделены подпружиненным клапаном, нижняя часть корпуса жестко соединена с конической втулкой, жестко соединенной с диффузором, а с его цилиндрической частью соосно установлен конический клапан для запирания отверстий диффузора. Нижняя коническая втулка выполнена с дренажными каналами, в части полости, свободной от хода подпружиненных клапанов закреплен световод, соединенный с лазерным излучателем. В верхней части корпуса находится подвижный цилиндр с возможностью перемещения вдоль оси корпуса, внутри цилиндра находится гидравлическая полость с подводящим и отводящим каналами, а в нижней части полости размещен подпружиненный клапан с центральным глухим каналом, который через боковые сквозные отверстия обеспечивает сообщение полости с нижней гидравлической полостью, при этом клапан в верхней части снабжен кольцеобразным ограничителем хода с возможностью сопряжения с кольцевым упором подвижного цилиндра. Верхняя часть подвижного цилиндра жестко соединена с штоком, причем положение штока зависит от положения регулятора мощности путем свободного качения шаровой или роликовой опоры по поверхности профилированного паза кулачкового механизма, а положение кулачкового механизма определяет положение регулятора мощности. Технический результат - обеспечение расширения функциональных возможностей путем обеспечения управления и изменения объема топлива, подаваемого в цилиндр ДВС. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх