СИСТЕМА ТОПЛИВОПОДАЧИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F02M57/02 F02M47/02 F02M41/16 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к их системам подачи топлива, и касается гидропривода топливных форсунок, конструктивно объединенного с другими устройствами.

Известна система топливоподачи двигателя внутреннего сгорания, содержащая по меньшей мере одну насос-форсунку с гидроприводом, подключенную к распределителю топлива, основной топливный бак, основной топливный насос со всасывающей магистралью и связанной с аккумулирующей камерой аккумулятора топлива напорной магистралью, магистраль слива топлива из форсунки в основной бак и редукционный клапан. Управление форсункой осуществляется последовательно гидравлическим клапаном, пpиводящимся электромагнитом, подпружиненным гидравлическим золотником, приводимым упомянутым клапаном, и золотниковым преобразователем давления топлива, которое подается к распылителю и запорному элементу форсунки. Электромагнит, в свою очередь, управляется электронным устройством. В известной системе топливоподачи отсутствует подкачивающий насос (заявка Франции N 2140020, кл. F 02 M 57/00, опублик. 1973).

Недостатками известной системы являются ее сложность, недостаточная для быстроходных двигателей скорость срабатывания механизма привода, поскольку форсунка приводится последовательно через ряд элементов системы, возможность образования паровых пробок на входе в основной топливный насос из-за отсутствия подкачивающего насоса и, как следствие этого, нестабильность величины давления топлива на выходе из основного насоса.

Известна система топливоподачи двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный бак, сливной топливопровод, распределитель топлива, по меньшей мере одну насос-форсунку с гидроприводом, сообщенную с распределителем топлива, а через сливной топливопровод с топливным баком, аккумулятор давления, выполненный с аккумулирующей камерой и подвижным элементом, основной топливный насос с всасывающей и нагнетательной магистралями, подкачивающий топливный насос с нагнетательным элементом, приводом, подающей и напорной магистралями, редукционный клапан и две дополнительные магистрали, причем всасывающая магистраль основного топливного насоса сообщена с аккумулирующей камерой аккумулятора давления, напорная магистраль подкачивающего насоса с топливным баком, а насос-форсунка установлена с возможностью попеременного сообщения с распределителем через две дополнительные магистрали. Система снабжена дополнительным насосом со всасывающей магистралью, связанной с основным баком, напорной магистралью, связанной через фильтр с распределителем топлива, и устройством электронного управления. Всасывающая магистраль основного насоса подключена через фильтр к напорной магистрали подкачивающего насоса. Привод этого насоса не имеет связи с аккумулятором топлива. Система снабжена также электронным устройством для регулирования производительности насоса. Управление насос-форсункой осуществлено через промежуточный золотниковый клапан-пилот (заявка ФРГ N 3001154, кл. F 02 M 57/02, опублик. 1981).

Из-за чрезмерной сложности, наличия дополнительных золотниковых элементов и топливных каналов, управления форсункой через промежуточный золотниковый клапан-пилот известная система не обеспечивает надежную топливоподачу и высокое быстродействие двухплунжерных насос-форсунок с гидроприводом плунжеров.

Предлагаемое изобретение напpавлено на создание системы топливоподачи, обеспечивающей повышенную надежность при одновременном обеспечении высокого быстродействия двухплунжерных насос-форсунок с гидроприводом плунжеров.

Для этого система топливоподачи двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный бак, сливной топливопровод, распределитель топлива, по меньшей мере одну насос-форсунку с гидроприводом, сообщенную с распределителем топлива, а через сливной топливопровод с топливным баком, аккумулятор давления, выполненный с аккумулирующей камерой и подвижным элементом, основной топливный насос с всасывающей и нагнетательной магистралями, подкачивающий топливный насос с нагнетательным элементом, приводом, подающей и напорной магистралями, редукционный клапан и две дополнительные магистрали, причем всасывающая магистраль основного топливного насоса сообщена с аккумулирующей камерой аккумулятора давления, напорная магистраль подкачивающего насоса с топливным баком, а насос-форсунка установлена с возможностью попеременного сообщения с распределителем через две дополнительные магистрали; снабжена дополнительным топливным баком, топливопроводом, обратным клапаном, топливные баки сообщены между собой топливопроводом через обратный клапан, причем с дополнительным топливным баком сообщены всасывающая магистраль основного топливного насоса, напорная магистраль подкачивающего топливного насоса и через редукционный клапан аккумулирующая камера аккумулятора давления, а с распределителем дополнительно сообщены всасывающая и нагнетательная магистрали основного топливного насоса.

Упомянутый привод выполнен в виде кинематической связи между подвижным элементом аккумулятора и нагнетательным элементом подкачивающего топливного насоса.

Такое выполнение системы топливоподачи обеспечивает управление двухплунжерной насос-фоpсункой с гидроприводом плунжеров непосредственно от распределителя топлива, позволяет исключить промежуточные клапаны и дополнительные упopавляющие элементы и, следовательно, упpостить систему, повысить ее быстодействие и надежность топливоподачи.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемой системы топливоподачи двигателя внутреннего сгорания.

Предлагаемая система топливоподачи содержит установленные на двигателе внутреннего сгорания 1 аэрозольные насос-форсунки 2, основной топливный бак 3 с топливоприемником 4, основной топливный насос шиберного типа 5 со всасывающей 6 и напорной 7 магистралями, обеспечивающий сравнительно низкое давление 1-2 МПа в двухтактных двигателях с искровым зажиганием и 4-6 МПа в дизелях, подкачивающий насос 8 с подающей 9 и напорной 10 магистралями, аккумулятор топлива 11 с подпружиненным поршнем 12 и аккумулирующей камерой 13, распределитель топлива 14 с вращающимся ротором, связанный с каждой из насос-форсунок двумя магистралями 15 и 16, и дополнительный топливный бак 17. Основной насос 5 своей напорной магистралью 7 связан с аккумулирующей камерой 13. Подкачивающий насос 8 своей всасывающей магистралью 9 через фильтр 18 и обратный клапан 19 подключен к основному топливному баку 3 и имеет привод от поршня 12 аккумулятора 11. К дополнительному баку 17 подключены напорная магистраль 10 подкачивающего насоса 8, через фильтр 20 всасывающая магистраль 6 основного насоса 5 и через редукционный клапан 21 аккумулирующая камера 13. Дополнительный бак 17 расположен в непосредственной близости от упомянутых элементов, подключенных к нему, например прикреплен к корпусу, в котором размещены эти элементы. Основной 3 и дополнительный 17 баки связаны между собой топливопроводом 22, в котором установлен обратный клапан 23. К распределителю топлива 14 подключены напорная 7 и всасывающая 6 магистрали основного насоса 5 и аккумулирующая камера 13. Аэрозольная насос-форсунка 2 содержит корпус с размещенными внутри него гильзами и установленными в них первым и вторым плунжерами, смесительную камеру и распылитель, расположенные под первым торцом первого плунжера (не показаны). Плунжеры имеют двухсторонний гидpопpивод для их поступательного пpодольного перемещения посредством подключения насос-фоpсунки к распpеделителю топлива двумя упомянутыми магистралями 15 и 16 для одновременной подачи по ним топлива во взаимно противоположных направлениях. Топливопровод 24 связывает дренажные каналы (не показаны) форсунок 2 с топливным баком 3.

Перед началом работы системы топливоподачи на двигателе внутреннего сгорания дополнительный топливный бак 17 заполняют топливом. Во время работы двигателя топливо из бака 3 подкачивающим насосом 8 подается в дополнительный топливный бак 17 и далее основным насосом 5 к аккумулятору топлива 11 и распределителю топлива 14.

При величинах объема топлива, подаваемого к форсунке для единичного срабатывания, порядка 1,5 см³ и больших величинах темпа подачи порядка, например 45 л/мин, в связи с малой протяженностью времени подачи топлива (0,002-0,005 с) использование аккумулятора 11 позволяет уменьшить производительность и размеры насоса 5 и стабилизировать в большой степени давление топлива на выходе из этого насоса при пульсирующей подаче топлива к форсункам. Объем аккумулирующей камеры 13, связанной с напорной магистралью 7 насоса 5, в процессе работы непрерывно меняется по величине, поскольку производительность насоса 5 значительно меньше темпа подачи топлива к форсункам в период их срабатывания. В связи с этим поршень 12 аккумулятора совершает непрерывные возвратно-поступательные перемещения, обеспечивая привод подкачивающего насоса. При определенной величине давления топлива в аккумулирующей камере 13 последняя через редукционный клапан 21 сообщается с дополнительным баком 17, в результате чего часть топлива от насоса 5 будет поступать в бак 17 и величина давления в полости 13 будет ограничена.

После распределителя 14 топливо подается попеременно по магистралям 15 и 16 для работы их гидропривода и для впрыска в цилиндры двигателя к форсункам 2. Часть топлива от форсунок возвращается также попеременно по магистралям 15 и 16 к распределителю 14 и далее во всасывающую магистраль 6 основного насоса 5. Топливо из дренажных каналов форсунок 2 поступает в бак 3 через топливопровод 24. Избыточное количество топлива, подаваемого подкачивающим насосом 8 в дополнительный топливный бак 17, удаляется в бак 3 через обратный клапан 23 по топливопроводу 22.

Наличие дополнительного топливного бака 17, связанного с основным баком 3 топливопроводом 22, в котором установлен обратный клапан 23, подключение к дополнительному топливному баку 17 всасывающей магистрали основного насоса, напорной магистрали подкачивающего насоса и через редукционный клапан аккумулирующей камеры, а также обратного (подпорного) клапана при расположении их в непосредственной близости от этого бака способствует повышению быстродействия системы, надежности топливоподачи и ускорению пуска двигателя. Подключение к распределителю топлива напорной и всасывающей магистралей основного насоса и аккумулирующей камеры позволяет управлять насос-форсунками непосредствен- но через два топливопровода, упрощает систему и повышает ее быстродействие и надежность топливоподачи. Выполнение привода подкачивающего насоса от подвижного элемента аккумулятора топлива упрощает конструкцию этого насоса, позволяет его располагать внутри корпуса аккумулятора, дополнительно повышает надежность его в работе.

Использование: двигателестроение, в частности системы подачи топлива двигателей внутреннего сгорания и гидропривод форсунок, конструктивно объединенный с другими устройствами. Сущность изобретения: система топливоподачи двигателя внутреннего сгорания содержит по меньшей мере одну насос-форсунку с гидроприводом, подключенную к распределителю топлива, основной топливный бак, основной топливный насос с напорной магистралью, связанной с аккумулирующей камерой, подкачивающий топливный насос, подключенный своей всасывающей магистралью к основному топливному баку, и дополнительный топливный бак, к которому подключены всасывающая магистраль основного насоса, напорная магистраль подкачивающего насоса и через редукционный клапан аккумулирующая камера. К распределителю топлива подключены напорная и всасывающая магистрали основного насоса и аккумулирующая камера. Подача топлива к насосу-форсунке обеспечивается одновременно по двум каналам в противоположных направлениях при периодическом изменении направлений в них, а управление форсункой осуществляется непосредственно от распределителя топлива. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. СИСТЕМА ТОПЛИВОПОДАЧИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая топливный бак, сливной топливопровод, распределитель топлива, по меньшей мере одну насос-форсунку с гидроприводом, сообщенную с распределителем топлива, а через сливной топливопровод с топливным баком, аккумулятор давления, выполненный с аккумулирующей камерой и подвижным элементом, основной топливный насос с всасывающей и нагнетательной магистралями, подкачивающий топливный насос с нагнетательным элементом, привод, подающей и напорной магистралями, редукционный клапан и две дополнительные магистрали, причем всасывающая магистраль основного топливного насоса сообщена с аккумулирующей камерой аккумулятора давления, напорная магистраль подкачивающего насоса с топливным баком, а насос-форсунка установлена с возможностью попеременного сообщения с распределителем через две дополнительные магистрали, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным топливным баком, топливопроводом, обратным клапаном, топливные баки сообщены между собой топливопроводом через обратный клапан, причем с дополнительным топливным баком сообщены всасывающая магистраль основного топливного насоса, напорная магистраль подкачивающего топливного насоса и через редукционный клапан аккумулирующая камера аккумулятора давления, а с распределителем дополнительно сообщены всасывающая и нагнетательная магистрали основного топливного насоса. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что привод выполнен в виде кинематической связи между подвижным элементом аккумулятора и нагнетательным элементом подкачивающего топливного насоса.