Система питания двигателя внутреннего сгорания

 

Союз Советсини

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву N. 798339 (22) Заявлено 22. 11.79 (2! ) 2842459/25-06 с присоединением заявки рте (51)М. Кл. = 02 М 25/02

3ооударотееииый комитет

СССР (23) П рнорнтет

Опубликовано 28.02.82. Бюллетень Р(е 8

Дата опубликования описания 28.02,82 ио делан изобретений и открытий (53) УДК621.43. .057.32 (088,8) (72) Авторы изобретения

f мэ,, B. B. Максимов, П. Л. Шевченко и A. К. Гаврилов

1

1 -Сибирский автомобильно-цорожный институт им В. В. Куйбышева т — 1

1 (7I) Заявитель (54),СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРА НИЯ

Изобретение относится к машиностро ению, в частности цвигателестроению, а именно к системам питания цвигателей внутреннего с гор ани я.

По основному авт. св. N. 798339 известна система питания цвигателя внутS реннего сгорания, в которой регулирование расхоца воцы осуществляется применени— ем цавления возцуха в возцушной полости распрецелителя при помощи пневмотО рецуктора, слецящего цействия, связанно го с рычагом регулятора топливнрго насоса высокого цавления, а воцная полость распрецелителя связана с фарсунками, установленными во впускном трубопрово15 це, через общий регулировочный винт.

Применение такой системы питания поз воляет повысить точность регулирования расхоца воцы в зависимости от режима работы цвигателя, в результате чего снижается токсичность выхлопа и повышается экономичность 1g .

Оцнако в эгих системах не принимаются ННКВКНр меры по регулированию расхоца воцы в зависимости от теплово« го состояния цвигателя, Бель изобретения -. снижение токсичности отработавших газов путем обеспечения регулирования поцачи воцы в зависимости от теплового состояния цвигателя.

Указанная цель цостигается тем, что распрецелитель цополнительно снабжен терморегулятором, выполненным в вице чувствительного элемента, кинематически связанного с золотником.

Кроме того, чувствительный элемент связан с системой охлажцения цвигателя.

Чувствительный элемент связан с системой смазки цвигателя.

Чувствительный элемент также выполнен в вице цатчика с тверцым нвполнителем.

Нв фиг. 1 схематически показана система питания; на фиг. 2 — распрецелитель с терморегулятором и форсункае. установленная во впускном патрубке цилин3 9092 цра; на фиг. 3 — пневморецуктор слецящего цейс твия, р азр ез.

Система питания состоит из распределителя 1 совмещенного с поплавковой камерой и терморегулятором. Воэцуш ная полость распрецелителя сообщена трубкой 2 с расхоцной емкостью 3 и полостью А (фиг. 3) пневморецуктора следящего действия (фиг. 1), который соединен трубкой 5 с источником сжатого воздуха. Водная полость распрецелителя 1 связана трубкой 6 с расхоцной емкостью 3 и трубками 7 со штуцерами 8 форсунок. Пневморецуктор 4 соединен тягой 9 с рычагом 10 управления регулятором топливного насоса 11 высокого цавления дизеля. Плотность В (фиг. 3) пневморедуктора 4 (фиг. 1) сосообшена с атмосферой или полостью впускного трубопровоца 12 при помощи трубки 13.

Терморегулятор распрецелителя 1 трубкой 14 соецинен с системой охлажцения, или резервуаром системы смазки (двигатель с воздушным охлаждением), Трубка 15 поцключена к терморегулятору и служит цля отвоца охлаждающей жицкости или масла.

Р ас прецели тель 1 (фиг. 1) совмещенный с поплавкой камерой и терморегулятором состоит из корпуса 16, в котором выполнены радиальные каналы 17 (по числу цилиндров цвигателя), и аксиальное отверстие поц золотник 18 на цилинцрическую поверхность которого выходят каналы 17., Поплавковая камера образована корпусом 16 и крышкой 19, уплотненной резиновым кольцом 20. Крышка 19 снабжена бобышкой 21, в которой ввернут штуцер 22 поц трубку 2 (фиг. 1), 40 сообщающую воздушную полость распределителя 1 с полостью А пневморецуктора следящего цействия 4. Воэцушная полость распрецелителя образована уровнем жицкости в понлавковой камере и крышкой 19 (фиг. 2). В крышке 19 смонтирован запорный механизм со штуцером 23, который уплотнен кольцом 24.

Запорный механизм состоит из корпуса клапана 25, клапана 26, фасонной гайки

27, поплавка 29, цвух стоек 29 с осью.

Выступающая часть днища поплавковой камеры закрыта сеткой 30. Рациальные каналы 17 через штуцеры 31 соеци иены трубками 7 (фиг. 1) через штуцеры

8 с форсунками 32 (фиг. 2). Форсунки установлены во впускных патрубках 33 цилинцров через прокладки 34. В нижней

59 ф части форсунки 32 выполнено отверстие

35, перпендикулярное ее оси и располо женное по направлению цвижения воздуха. Прокладка 34 служит цля точного ориентирования отверстия 35 форсунки

32 по оси патрубка.

Датчик 36 с твердым наполнителем через регулировочные проклацки 37, кольцо 38 и уплотнительную проклацку 39 поджат к нижней части корпуса 16 распрецелителя стаканом 40 со штуцерами

41 и 42 цля поцвоца и отвоца охлаждающей жидкости или масла. Отвоцяший штуцер 42 расположен выше поцвоцящего штуцера 41 для полного заполнения полости стакана 40. Шток 43 цатчика

36 упирается в нижнюю часть золотника 18, который установлен в аксиальном отверстии корпуса 16 через отверстие пружины 44. Плоскость 45 и наружная цилинцрическая поверхность 46 верх- ней части золотника образуют регулирующую кромку. В верхней части золотника 18 выполнены отверстия 47 цля подвода воцы к рациальным каналам 17.

Золотнтк 18 уплотнен в корпусе 16 кольцом 48.

Все детали и узлы распределителя 1 (фиг. 1) совмещенного с поплавковой камерой и терморегулятором, форсунок 32 (фиг. ), пневморедуктора 4 и соединительных трубок, контактирующих q водой или ее парами, выполненными иэ материалов, не поцвергающихся коррозии.

Пневморецуктор слецящего цействия / (фиг. 1) состоит из малого 49 (фиг. 3) и большого 50 корпусов, в которых смонтированы цетали и узлы. Шток 5 1 установлен во втулке штока 52, ввинченной в корпус 49 и уплотненной кольцом

53. Кольцо 54 установлено цля уплотнения штока 51. Наружный конец штока

51 соецинен через тягу 9 (фиг. 1) с рычагом 10 управления регулятором топливного насоса высокого цавления или с одним иэ концов его рейки. Второй конец штока 51 (фиг. 3) имеет буртик для фиксации пружины 55 циафрагмы. Втулка штока со стороны защитного чехла

56 имеет буртик цля ограничения хоца штока 51. Сецло циафрагмы 57 со стороны полости В также имеет буртик цля фиксации пружины 55 циафрагмы. На седле диафрагмы 57, которое выполнено полым (имеющим отверстие, сообщающее полости А и B), установлена диафрагма 58, которая закреплена межцу корпусами 49 и 50 и уплотнена встав.кой 59. Корпусы 49 и 50 соединены

5 9092 между собой болтами 60 с гайками 61.

Седло диафрагмы 57 уплотнено кольцом

62 по корпусу 50. На оси 63 смонтированы впускной 64 и выпускной 66 клапаны. Впускной клапан 64 нахопится в закрытом состоянии поа аействием пружины 66. Седло 67 закреплено между корпусом 50 и крышкой подвода воздуха 68, которая поджата болтами 69.

Штуцер. 70 предназначен аля трубки, 0 сообщающей полость впускного трубопровода 12 (фиг. 1) и полость 13 (фиг. 3) пневмореауктора. Через штуцер 71 подводится сжатый воздух. Через штуцер 72 и соединительные трубки 2 (фиг. 1) поа- l5 водится аавление или разрежение в воздушную полость поплавковой камеры.

Тяга 9 одним концом соединена со штоком 51 с возможностью перемещения, регулируемого гайкой 73, которая коп- 2о трится в нужном положении. Другим концом тяга. соединена с рычагом 10 управления (фиг, 1), регулятором топливного насоса высокого давления или со св об одным к онцом его р е йк и. 25

Установка распределителя на пвигателе (машине или установке) производится таким образом, чтобы при минимальном проходном сечении радиальных каналов .. 17 (фиг. 2) и подаче минимального раз- Зо режения в воздушную полость распределителя 1 (фиг. 1) из впускного трубопровода 12 или без такового (в случае сообщения полости В фиг. 3 пневмореауктора с атмосферой) не происходит истечениез воды через отверстия 35 (фиг. 2) форсунок 32.

Система питания работает следующим образом.

Датчик 36 с твердым нвполнителем, выполняющий функции как чувствительного, так и исполнительного элементов, при определенных значениях температуры охлаждающей жидкости или масла, омывающей его баллон, имеет соответствующее положение штока 43. При увеличении температуры охлажпаюшей жидкости (масла), омывающей датчик, твердый наполнитель, заключенный в датчик с некоторого значения температуры начинает плавиться,, увеличиваясь в обьеме, при этом шток 4Р преодолевает усилие пружины 44 и перемешается вверх, передвигая золотник 18, Золотник 18 . своей ре гу лир уюше и к ромк ой увеличивает tlpoxogHop сечение р ааи альных. каналов 17 (и тем самым уменьшает гидравлическое сопротивление водной магистрали). При снижении температуры охлажааюшей жидкости (масла), омывающей

59 6 датчик, обьем наполнителя уменьшается, шток 43 и золотник 18 поп действием пружины 44 опускаются, уменьшая ttpo-. хоаное сечение pattHBBhBbIx каналов 17.

Изменение количества регулировочных шайб 37 и перестановкой части их поп корпус датчика постигается перемещение штока и золотника в требуемом диапазоне температур.

Таким образом, каждому уровню теплового состояния двигателя соответствует определенное значение гидравлического сопротивления воаной магистрали радиальные каналы 17 — соединительные трубки 7 (фиг. 1) — форсунки 32 (фиг.2)

Расход воды, подаваемой в цилиндр двига- теля, завсист от его состояния, и в случае недостаточной эффективности системы охлаждения авигarena при эксплуатации

его в условиях повышенных температур окружающего воздуха и повышенных нагрузок HB него, ВоВа подаваемая в цилиндры, снижает уровень температуры основных деталей двигателя и токсичность отработавших газов.

При изменении положения рычага (фиг. 1) управления регулятором топливного насоса высокого давления или его рейки (при изменении нагрузки на аизе п в сторону подачи топлива тягой 9 фиг. 3), выбирается зазор по месту соединения в штоке 51, при этом разрежение во впускном трубопроводе 12 (фиг. 1), определяемое частотой вращения коленчатого вала дизеля, передается через трубку 13, открытый выпускной клапан 65 (фиг. 3) в воздушную полость распределителя и расходной емкости 3 (фиг. 1).

Начиная с определенного положения рычага управления регулятором топливного насоса высокого давления или его рейки (это положение определяет начало подачи вопы во впускные патрубки цилиндров), зазор в сопряжении тяга 9 (фиг. 3) - шток 51 выбирается и шток

61, перемещаясь вправо, сжимает пружину 55 диафрагмы. За счет упругой силы пружины диафрагма 58 с седлом 57 также сдвигается вправо, закрывается выпускной клапан 65 и, преодолевая усилие пружины 66 открывается впускной клапан 64 и сжатый воздух через трубу

5 (фиг, 1), крышку подвода воздуха 68 (фиг. 3), полость А и трубки 2 (фиг. 1) подается в воздушную полость распределителя 1 и расходной емкости 3. В полости В (фиг. 3) пневмореауктора действует разрежение, перепающееся из впускного трубопровода 12 (фиг. 1) (в

7 9092 случае соединения Йиевморецукторю 4 с впускным трубопроводом 12 трубкой 13, а не с атмосферой). При опрецеленном гидравлическом сопротивлении водной магистрали давление воздуха в возцушной полости распределителя 1 (фиг. 1) и разрежение у отверстия форсунки определяет в каждый момент времени количество воды, поцаваемой во впускные патрубки цилиндров. Сила давления воздуха на пиаф . >0 рагму 58 (фиг. 3) со стороны полости

А, сила упругости пружины 55 диафрагмы, и разрежение в полости В определяют цавление воэцуха, поступающего в воздушную полость распрецелителя 1 1(фиг, 1) и расхоцной емкости 3. Положение штока

51 (фиг. 3) определяет силу упругости пружины 55 диафрагмы. Учеличение силы упругости пружины 55 диафрагмы, выз, ванное увеличением подачи топлива, вызывает увеличение павления воздуха, поступающего в возцушную полость распределителя 1 (фиг. 1) и расходной емкости

3, что соответственно увеличивает поцачу воцы во впускные патрубки цилиндров двигателя. Увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя вызывает увеличение разрежения в полости В пневморепуктора (фиг. 3) и, Кап слецствие этого, снижение давления репуцируемого

36 воздуха в полостях А пневморецуктора, распрецелителя и расхоцной емкости, и уменьшение подачи воцы в патрубки цилинцров при неизменном полакении штока

51, Такая корректировка воцы положительна при эксплуатации транспортных машин, когпа подачу воды на режимах максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя необхопимо уменьшить.

Как только силы цавления на циафраг

4О му 58 с левой и правой стороны уравновешиваются (давление редуцированного возцуха достиг ает соответствующей величины) впускной клапан 64 закрывается, поца ia воздуха в полость А пневморепук- 4 тора прекращается. При обратном ходе штока 5 1 открывается выпускной клапан

65 (за счет уменьшения силы упругости пружины 55 циафрагмы), часть воздуха через полость В сбрасывается во впускной трубопровоц 12 (фиг, 1) (или в атмосферу), павление его уменьшается, сила упругости пружины 55 диафрагмы (фиг.3) превышает силу цавления воздуха на ди афрагму 58, последняя с седлом 57 пе-. ремешается вправо и выпускной клепан

65 закрывается. Силы, действующие на диафрагму 58 вновь уравновешиваются, 59

8 но уже при меньшем давлении редуцированного воэцуха. Подобным же образом воздействует на пиафрагму разрежение в полости В, вызывая открытие или закрытие выпускного клапана 65, и соответственно изменяя цавление редуцированного воздуха.

Необходимая характеристика попачи .воцы в IIHnHHQpbI двигателя, поцбирается исхопя из условий его эксплуатации и опрецеляется уровнем его теплового состояния пвигагепп, жесткостью пиафрагмы 58, жесткостью пружины 55 и 56, площацью циафрагмы, пределами редуцируемого цавления, циапазоном изменения разрежения во впускном трубопровоце. ,Иля увеличения быстроцействия пневморецуктора 4 (фиг. 1), уменьшения колебательных процессов при репуцировании необхоцимо, чтобы все поцвижные цетали имели минимальную массу, минимальный хоц и минимальный обьем пля редуцированного воздуха.

Использование прецлагаемой системы питания при эксплуатации пвигателей при повышенных температурах окружающего воздуха позволяет подавать воду во впускные патрубки цилинцров при загрузке двигателя начиная с 40-50% и в количестве, необходимом цля попцержания оптимального его теплового состояния, снижения токсичности отработавших газов. Эксплуатация системы питания не требует больших затрат на обслуживание.

Формула изобретения

1. Сйстема питания двигателя внутреннего сгорания по авт. св. 798339, о т л ич а ю ш а я с я тем, что, с целью снижения токсичности путем обеспечения регулирсJ вания подачи воцы. в зависимости от теплового состояния цвигателя, распределитель цополнительно снабжен терморегулятором, выполненным в вице чувствительного элемента, кинематически связанн or о с зо лотник о м.

2. Система по п.1, о т л и ч а ю— ш а я с я тем, что чувствительный элемент связан с системой охлажпения цвигателя.

3. Система по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что чувствительный элемент связан с системой смазки двигателя э

Источники инфбрмаинн» принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свицетельство СССР по. явке% 2721590, кл. Г 02 М 25/02; 1979.

9 909259

4. Системапо п.п. 1-Э, от ли,ч а ю ш а я с я тем, что чувствительный элемент выполнен в вице цатчика с тверцым наполнителеме. за

909259

7Р 5У

Фиг.3

Составитель B. Шилов

Реаактор Ю.. Серепа Техреп Л.Пекарь Корректор Г. Огар .

Заказ 834/50 Тираж 548 Поаписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по аелам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., а. 4/S

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