Система питания двигателя внут-реннего сгорания

 

Свез Севетсннк

Сецианистнчесинк теспубнни

OllNCAHHK

ИЗОЗРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5i)N. Кл. (22)Заявлено 02.02.79 (2! )2721590 25 06 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.01.81. Бюллетень М 3

02 М 25/02

Ввудервтваввй квннтет

ВВьр

ss Зава взвбретеиий и етврытвй (53) УДК 621.444.

Л (088. 8) Лата опубликования описания 28.01.81 (72) Автори изобретения

А. К. Гаврилов, П. Л. Шевченко и В. В. Максимов

Сибирский автомобильно-дорожный институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель (54) СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машинострое= нию, в частности пвигателестроению, к системам питания двигателей внутреннего сгорания.

Известны системы питания двигате/ лей внутреннего сгорания, содержацие воздуховпусковой трубопровод, подключенный к каждому цилиндру при поькици патрубков, распылитель, установленный в трубопроводе и подключенный к расхопяо10 му баку с водой при помощи магистрали снабженной регулятором расхода; и тоц.ливный насос, снабженный регулятором частоты вращения и рычагом управления и связанный с регулятором расхода.

В известных системах воду в воэдухо.я 1% ,впускной трубопровод подают иа переходных режимах, т.е. в период наиболее интен- сивного выброса двигателем токсиюых вжпеств. В результате этого снижается токсичность отработавших газов jig .

2Е

Однако, в известных системах подача воды осуществляется беэ учета условий эксплуатации двигателя.

Бель изобретения - уменьшение токсичности путем повышения точности регулирования начала подачи воды и ее кош чества при изменении режима работы дви, гателя

Указанная цел достигается тем, что распылитель выполнен в виде группы форсунок, в магистрали установлен распре делйтель, снабженный водной и воздушной полостями, из которых первая соединена с форсунками и расходным баком через поплавковый клапан, а вторая подключена к регулятору расхода, причем последний выполнен в виде пневморедуктора и подключен . к источнику сжатого воздуха.

Кроме того, форсунки установлены во впускном патрубке каждого цилиндра, пневморедуктор связан с топлив .ым насосом через рычаг управления и дополнительно соединен с впускным трубопроводом, а распределитель выполнен в вице корпуса с крыи кой и снабжен поплавком для регулирования уровня воды в водной полости, и последняя подключена к рас8339

fS

3 79 пылителям прн помощи рациальных отверстий и общего регулировочного винта.

На фиг. l изображена общая схема системы; на фиг. 2 — процольный разрез распределителя и форсунки, устанавли- ваемой во впускном катрубке, на фнг. 3 пневморецукФор, продольный разрез.

Система содержит распределитель l, совмещенный с поплавковой камерой.

Полость поплавковой камеры сообщена трубкой 2 с расходной емкостью и полостью А пневморецуктора 3, соединенного трубкой 4 с источником сжатого воздуха (не указан). Поплавковая камера распределителя трубкой 5 через подкачивщощий насос 6 или напрямую связана с расходной емкостью 7. Пневморедуктор соединен тягой 8 с рычагом A управле» ния регулятором топливного насоса.

Распределитель 1 трубками 10 соединен с форсунками 11, установленными во впуекных патрубках цилиндров воэцчховпускного трубопровода 12. Полость В пневморедуктора 3 сообщена с атмосферой или при помощи трубки 13 с полостью возцуховпускного трубопровоца 12

Распределитель 1 содеРжит корпус

1, в которбм выполнены. радиальные каналы 15 (по числу цилиндров двигателя ), аксиальное отверстие под регуФ лировочный винт 16, на цилиндрическую поверхность которого выходят каналы 15.

Регулировочный винт снабжен конусом

17 и уплотнен резиновым кольцом 18, которое поджато гайкой 19.

Поплавковая камера образована корпусом 14 и крышкой 20, уплотненной резиновым кольцом 21; к крышке приварена бобышка 22, в которую ввернут штуцер 23 поц трубку, сообщающую поплавковую камеру с полостью А пневморедуктора. В крышке 20 установлен запорный механизм со штуцером 24, который уплотнен кольцом 25. Запорный механизм соцержит корпус 26 клапана

27, фасонную гайку 28, поплавок 29 и стойку 30. Радиальные каналы через штуцеры 31 соединены трубками 10 с форсунками 32, установленными во впускных патрубках цилиндров и уплотненнымн прокладками 33. В нижней части форсунки 32 выполнено калиброванное отверстие 34, перпендикулярное оси форсунки и расположенное по направлению цвижения воздуха. Прокладка 33 служит цля точного ориентирования отверстия форсунки 32 по оси патрубка.

Все детали и узлы распределителя 1, форсунок 32 (фиг. 2) и соединительных

4 трубок, контактирующих с водой или ее парами, выполнены из материалов, не поцвергающихся коррозии.

Пневморедуктор 3 состоит иэ малого

35 и большого 36 корпусов, в которых смонтированы детали и узлы. Шток 37 установлен во втулке 38, ввинченной в корпус 35 и уплотненной кольцом 39.

Кольцо 40 установлено для уплотнения штока 37. Наружный конец . штока 37 соединен через тягу 41 с рычагом 9 управления регулятором топливного насоса нли с одним из концов его рейки. Второй конец штока 37 (фиг. 3) снабжен буртиком для фиксации пружины 42 диафрагмы 43. Втулка штока со стороны зацнтного чехла 44 имеет буртик для ограничения хода штока. Сецло 45 диафрагмы 43 со стороны полости В также снабжено буртиком для фиксации пружины

42 диафрагмы 43. На седле 45 диафрагмы, которое выполнено полым, установлена неподвижно диафрагма, которая закреплена между корпусами 35 и 36 и уплотнена вставкой 46. Корпуса 35 и 36 соединены болтами 47 с гайками 48.

Седло 45 диафрагмы уплотнено кольцом

49 по корпусу 36. На оси 50 смонтированы впускной 51 и выпускной 52 клапаны. Впускной клапан 51 подпружинен пружиной 53. Седло 54 закреплено между корпусом 36 и крышкой подвода воздуха 55, которая поджата болтами 56.

Штуцер 57 предназначен цля трубки, сообщающей воздуховпускной трубопровод и полость В. Через штуцер 58 подвоцят сжатый воздух. Через щтуцер 59 и соецинительную трубку полость А сообщена с поплавковой камерой.

Тяга 41 одним концом соединена со штоком 37 с возможностью некоторого свободного перемещения, регулируемого гайкой 60, которая контрится в требуемом положении, другим концом тяга соедннена с рычагом управления регулятором топливного насоса высокого давлення или со свободным концом его рейки.

Установку распределителя на двига-. теле (или машине) произвоцят таким образом, чтобы при подаче миннмаль— ного разрежения распрецелитель 1 из

Воздухов пускного трубопровод& и.!и без такового (в случае сообщения полости

В пневморедуктора через штуцер 57 с атмосферой) не,происходило истечение иоды через отверстия форсунок.

Устройство работает следующим образом.

798339

При изменении положения рычага управления регулятором топливного насоса высокого давления или его рейки llpH изменении нагрузки на двигатель в сТОрону увеличения подачи топлива тягой 41 выбирается зазор по месту соединения в штоке 37, при этом разрежение во впускном трубопроводе, определяемой частотой вращения коленчатого вала дизеля, передается через трубку 13, от 10 крытый выпускной клапан 52 в воздушную полость поплавковой камеры (и расходной емкости в случае подачи воды в последнюю самотеком).

Начиная с определенного положения рычага управления регулятором топливного насоса высокого давления или его рейки, осуществляется подача воды во впускные патрубки пилинцров. Зазор в сопряжении тяга 41 — шток 37 вы бирается и шток 37, перемешаясь вправо, сжимает пружину 42 диафрагмы

43, эа счет упругой силы пружины диафрагма с седлом 45 также сдвигается вправо; закрывается выпускной клапан, 52 и, преодолевая усилие пружины 53, открывается впускной клапан 51 и сжатый воздух через. трубку 4, крышку поцвода воздуха 55, полость А и трубку 2 подается в воздушную полость распределите,ля 1 (и исходной емкости 7 ). В полос-; ти З пневморедуктора действует разрежение, передающееся из впускного трубопровода (в случае соединения .пневморе33 дуктора 3 с воэдуховпускным трубопроводом 12 трубкой 13, а не атмосферой).

При постоянном гидравлическом сопротивлении магистрали (регулировочный винт своей кромкой, перемешаясь, может изменять сечение входного отверстия радиального канала - это предваритель- ная регулировка) входное отверстие ра диального канала 15 — трубка 10 — форсунка 1 1 давление воздуха в полости поплавковой камеры и разрежение у .отверстия форсунки определяет в каждый момент времени количество воды, цодаваемой во впускной патрубок цилиндра.

Сила давления soanyxa на циафрагму со стороны полости А, сила упругости пружины 42 диафрагмы 43 и разрежение в полости В определяют оавление sosayxa, поступающего в распределитель 1 (и расходной емкости 7). Положение штока

37 определяет силу упругости пружины диафрагмы, Увеличение силы упругости пружины диафрагмы, вызванное увеличением подачи топлива, вызывает увели

6 чение давления воздуха, поступающего в воздушную полость поплавковой камеры

1 (и расходной емкости 7), что соответственно, увеличивает подачу воды во впускные патрубки цилиндров дизеля. Увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя вызывает увеличение разрежения в полости В пневморедуктора, и как следствие этого, снижение цавления редуцируемого воздуха в полостях А пне зморедуктора 3, распределителя 1 (и расходной емкости 7) и уменьшение подачи воцы в патрубки цилиндров прп неизменном положении штока 37. Такая. корректировка расхоца воды имеет преимущество при эксплуатации транспортных машин, когда подачу воды На режимах максималь— ной частоты вращения коленчатого вала цвигателя (при цвижении с максимальными скоростями без груза) необходимо уменьшатьь.

Как только силы давления íà диафрагму 43 с левой и правой стороны уравновешиваются (цавление редуцированного воздуха достигнет соответствующей величины) впускной клапан 51 закрывается, подача воздуха под крышку 55 прекращается. При обратном ходе штока 37 открывается выпускной клапан 52 (эа счет уменьшения силы упругости пружины 42 диафрагмы 43), часть воздуха через полость В сбрасывается во впускной трубопровод 12 (или атмосферу), давление его уменьшается, сила упругос- . ти пружины 42 диафрагмы 43 превышает силу давления всздуха на циафрагму 45, последняя с "едлом 45 перемещается вправо, выпускной клапан 52 закрывается. Силы, цействуюшие на циафрагму 43, вновь уравновешиваются, но уже при меньшем цавлении редукцированного воздуха. Поцобным же образом воздействует на диафрагму разрежение в полости В, вызывая открытие или закрытие выпускного клапана 52 и соответственно изменяя давление рецуцированного воздуха.

Необходимую характеристику поцачи воды в возцуховпускной трубопровод подбирают, исходя из условий эксплуатации двигателя и определяют величиной хода штока 37 (полного и активного), жесткостью диафрагм 45, жесткостью пружин

42 и 53, площадью диафрагм 43, пределами редуцируемого давления, диапазоном изменения разрежения во впускном трубопроводе, гидравлическим сопротивлением магистрали входное отверстие радиального канала 15 - трубка 10 — форсунка ll, Конструкция устройства предусматривает возможность изменения гидравлического сопротивления этой магистрали перемеще нием кромки регулировочного винта 16 и изменения проходного сечения входных отверстий радиальных каналов. $

Использование предлагаемой системы при эксплуатации двигателей при повь шенных температурах окружающего воздуха позволяет подавать воцу во впускные патрубки цилиндров при загрузке 10 двигателя, начиная с 40-50% и в количестве, необходимом для поцдерживания оптимальным его теплового состояния и снижения токсичности отработавших газов.

Кроме того, введение воды во впускные 1$ патрубки цилиндров снижает зольность, коксуемость и угар масла. Эксплуатация устройства не требует больших затрат на обслуживание. Стоимость его изготовления невелика. 20

1. Система питания двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздухо25 впускной трубопровоц, поцключенный к каж . цому цилиндру при помощи патрубка, распылитель, установленный в трубопроводе и подключенный к расходному баку с водой при помощи магистрали, снаб30 женной регулятором расхода, и топливный насос, снабженный регулятором частоты. вращения и рычагом управления и связанный с регулятором расхода. о т л ичающаяся тем, что,сцелью 35 уменьшения токсичности путем повышеФормула изобретения

798339

8 нии точности регулирования начала б поцачи воды и ее количества при изменении режима работы двигателя, распылитель выполнен в вице группы форсунок, в магистр.али установлен распределитель, снабженный водной и воздушной полостями, из которых первая соецинена с форсунками и расхоцным баком через поплавковый клапан, а вторая подключена к регулятору расход, причем последний выполнен в виде пневморецуктора и подключен к источнику сжатого воздуха.

2. Система по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что форсунки установлены во впускном патрубке каждого цилиндра.

3. Система по пп. 1, 2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что пневморедуктор связан с топливным насосом через ры- чаг управления.

4. Система по п»», -3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что пневморедуктор дополнительно соединен с впускным трубопроводом.

5. Система по пп. 1-4, о т л и ч аю щ а я с я тем, что распрецелитель выполнен в вице корпуса с крышкой и снабжен поплавком для регулирования .уровня воды в водной полости, и последняя поцключена к распылителям при помощи радиальных отверстий и общего регулировочного винта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

N» 1383308, кл. F i В, опублик. 1975.

798339

Составитель В, Шилов

Редактор М. Ликович Техред С.Мигунова Корректор О. Билак

Эакаэ 9979/40 Тираж 592 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретениЯ и открытиЯ

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4