СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1998 года по МПК F02M45/00 F02M43/00 F02M21/00 

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к системе питания дизельного двигателя, и может найти широкое применение на всех двигателях, работающих по дизельному циклу.

Известен двигатель внутреннего сгорания - дизель, содержащий в головке цилиндра форсунку, всасывающий, выхлопной клапаны, а также топливный насос высокого давления, питающий форсунку, у которого при движении поршня вниз засасывается чистый воздух, а при движении поршня в обратную сторону происходит сжатие воздуха, температура которого поднимается до температуры, достаточной для воспламенения топлива, которое подается (мелко распыленное) форсункой [1].

Недостатком данной системы питания дизеля является некачественное смесеобразование в цилиндре дизеля, его низкая экономичность, большие энергозатраты на привод топливного насоса высокого давления и распыление всей цикловой дозы топлива форсункой, плохой экологический фактор.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является система питания газодизельного двигателя, содержащая дозатор-смеситель с дроссельной заслонкой, сообщенный с впускным коллектором двигателя, топливный насос высокого давления с ограничителем подачи запальной дозы дизельного топлива и тягу привода рычага рейки топливного насоса, связанную с педалью акселератора [2] .

Недостатком данной системы питания двигателя является некачественное смесеприготовление с плохо контролируемым дозированием газового топлива, сложность конструкции, сужение всасывающего воздушного коллектора дозатором-смесителем.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением заключается в повышении качества дозирования топлива и в повышении качества смесеприготовления непосредственно в цилиндре дизеля при одновременном упрощении конструкции.

Поставленная задача решается тем, что система питания дизельного двигателя содержит впускную, выпускную системы, форсунку, выполненную для распыления только запальной дозы топлива, топливный насос высокого давления, выполненный также только для подачи фиксированной запальной дозы дизельного топлива, например всего семи процентов от полной цикловой дозы, рейка управления у которого отрегулирована на подачу этой дозы и зафиксирована болтом, а дозатор для подачи остальных процентов топлива до полной цикловой выполнен на магистральном топливопроводе в виде последовательно подключенных редукционного клапана, подключенного на нагнетательной стороне подкачивающей помпы топливного насоса, редуктор-акселератор высокого давления с педалью управления им и с эксцентриковым включателем его для работы дизеля на холостых оборотах, клапан холостого хода двигателя, выполненного с регулируемым по сечению иглой каналом холостого хода двигателя, и с рабочей подпружиненной диафрагмой работы двигателя на режимах нагрузки, электромагнитный клапан, работающий как запорное устройство и подключенный в бортовую электросеть, например, через выключатель, смесеобразователь, выполненный в седле впускного клапана дизеля в виде кольцевой канавки с калиброванными отверстиями, которых не менее чем одно, выходящими на поверхность рабочей фаски седла под прямым углом к этой фаске для лучшего распыления топлива, и по ее центру для большей износоустойчивости самой фаски, завихритель смеси, выполненный в виде отбойного кольцевого буртика на всасывающем клапане, в виде отбойной кольцевой канавки на головке блока и в виде отбойной кольцевой канавки на днище поршня.

На фиг. 1 дана общая схема системы питания дизельного двигателя; на фиг. 2 - схематичный разрез смесеобразователя двигателя; на фиг. 3 - продольный схематичный разрез клапана холостого хода двигателя.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Система питания дизельного двигателя содержит топливный бак 1 для запаса дизтоплива, топливный насос 2 высокого давления для подачи запальной дозы дизельного топлива в цилиндр 3 дизеля 4 через форсунку 5 в головке блока 6, подкачивающую помпа 7 для подачи в магистральный топливопровод 8 топлива и к плунжерным парам, редукционный клапан 9 для полдержания рабочего давления в магистральном трубопроводе, на котором последовательно подключены приборы дозирования, редуктор-акселератор 10 высокого давления с педалью 11 для управления им и с эксцентриковым включателем 12 для включения его для работы двигателя на холостых оборотах, клапан холостого хода 13 двигателя, выполненный с регулируемым по сечению иглой 14 каналом холостого хода 15, с рабочей диафрагмой 16 для работы двигателя в режимах нагрузки, пружина 17, поджимающая эту диафрагму, крышка Т8 диафрагмы с атмосферным компенсационным отверстием 19, крепежные болты 20, входной канал 21 топлива с входным отверстием 22 топлива под диафрагму, накидная гайка 23 подвода топлива, выходной канал 24 топлива из клапана холостого хода с выходным отверстием 25 из под диафрагмы, выходной топливопровод с накидной гайкой 26, смесеобразователь двигателя выполнен в седле 27 всасывающего клапана 28, в виде кольцевой канавки 29 с калиброванными отверстиями 30, которых не менее одного, выходящими на поверхность рабочей фаски 31 седла, под прямым углом к этой фаске и по ее центру для износоустойчивости этой фаски, завихритель смеси выполнен в виде отбойного кольцевого буртика 32 на всасывающем клапане, в виде отбойной кольцевой канавки 33 на головке блока и в виде отбойной кольцевой канавки 34 на днище поршня 35, топливо к смесеобразователю подводится по сверлению 36 в головке блока, накидная гайка 37 подвода топлива к головке, направляющая втулка 38 всасывающего клапана, воздушный канал 39 от всасывающего коллектора, электромагнитный клапан 40, работающий как запорное устройство.

Система питания дизельного двигателя работает следующим образом.

Для запуска двигателя 4 поворачивают эксцентриковый включатель 12 редуктора-акселератора 10, включают электромагнитный клапан 40, включают стартер, который проворачивает вал двигателя 4, подкачивающая помпа 7 забирает дизтопливо из топливного бака 1 и подает его основную часть в магистральный топливопровод 8, где редукционным клапаном 9 поддерживается заданное рабочее давление, например, на уровне двух килограмм, а другая меньшая часть топлива в виде запальной дозы топливным насосом 2 высокого давления, через форсунку 5 подается в цилиндр 3 двигателя 4 в конце такта сжатия, где и происходит воспламенение уже приготовленной следующим образом смеси. Редуктор- акселератор 10 высокого давления за счет давления эксцентрикового включателя 12 редуцирует топливо, достаточное для работы двигателя 4 на малых оборотах или вместе с тем от нажатия на педаль 11 редуцирует топливо, достаточное для обогащения смеси при пуске двигателя 4 и для работы его в режимах нагрузки, которое поступает во входной канал 21 клапана холостого хода 13, откуда топливо через отрегулированное иглой 14 сечение канала 15 холостого хода проходит в выходной канал 24 клапана холостого хода 13, и к этому же топливо, редуцируемое от нажатия на педаль 11 с большим давлением и в больших объемах поступает во входной канал 21 и через входное отверстие 22, преодолевая сопротивление диафрагмы 16 (приподнимая ее) и ее пружину 17 через выходное отверстие 25 поступает в выходной канал 24, воздух при этом под крышкой 18 компенсируется через отверстие 19, откуда идет на смесеобразователь, в канал 36 в головке 6, откуда поступает в кольцевую канавку 29 и в калиброванные для максимальной цикловой подачи топлива отверстия 30 в седле 27 всасывающего клапана 28.

При такте всасывания поршень 35 идет к нижней мертвой точке, всасывающий клапан 28 открывается и открывает проход топливу из калиброванных отверстий 30, которое с большой скоростью под прямым углом бьет, в фаску 31 всасывающего клапана 28 и разбивается на мельчайшие капельки, и испаряется, отнимая тепло от деталей смесеобразователя, воздух, засасываемый при этом по каналу 39, под прямым углом к струйке топлива, с большой скоростью подхватывает капельки этого топлива и, смешиваясь с ним, ударяется об отбойный кольцевой буртик 32 на всасывающем клапане 28 и направляется им на кольцевую отбойную канавку 33 на головке 6, которая в свою очередь с завихрением направляет смесь на отбойную кольцевую канавку 34 на днище поршня 35, и при такте сжатия всасывающий клапан 28 закрывается, а приготовленная смесь высокого качества сжимается до температуры, готовой к вспышке, в этот момент топливным насосом 2 высокого давления, через форсунку 5 подается фиксированная, тонко распыленная запальная доза топлива, происходит вспышка и рабочий ход поршня 35, циклы повторяются. При этом величина подачи фиксированной запальной дозы топлива составляет всего семь процентов от максимальной цикловой его подачи на всех режимах работы двигателя 4, а остальные девяносто три процента от цикловой его подачи производятся через дозирование и смесеобразователь, тоже на всех режимах работы двигателя 4, что существенно улучшает дозирование топлива и смесеобразование, а следовательно, и все характеристики двигателя 4.

Для остановки двигателя 4 выключают электромагнитный клапан 40, который перекрывает топливо, раньше отпустив педаль 11 редуктора-акселератора 10, и двигатель 4 остановится, для длительной его остановки дополнительно отключают эксцентриковый включатель 12.

До семи процентов от максимальной цикловой подачи дизельного топлива в цилиндр двигателя фиксированно подается как запальная доза, на всех режимах его работы, через топливный насос высокого давления и форсунку - по дизельному циклу. Остальные проценты топлива, до полной цикловой дозы, подаются через дозатор и смесеобразователь тоже на всех режимах работы дизеля. Система содержит топливный бак, топливный насос высокого давления, редукционный клапан на магистральном топливопроводе, после подкачивающей помпы, редуктор-акселератор высокого давления с педалью управления им и с эксцентриковым включателем работы дизеля на холостых оборотах, клапан холостого хода двигателя с регулируемым иглой по сечению каналом холостого хода двигателя и с диафрагмой работы двигателя в режимах нагрузки. Электромагнитный клапан работает как запорное устройство. Смесеобразователь выполнен в седле всасывающего клапана в виде кольцевой канавки с калиброванными отверстиями, выходящими на поверхность фаски седла, с отбойным кольцевым буртиком на всасывающем клапане, с кольцевой отбойной канавкой на головке блока и на днище поршня. 3 ил.

Система питания дизельного двигателя, содержащая впускную, выпускную системы, топливный насос высокого давления для подачи запальной дозы топлива, форсунку, отличающаяся тем, что топливный насос высокого давления выполнен для подачи фиксированной запальной дозы дизельного топлива, а дозатор со смесеобразователем выполнены для подачи другой его части, до полной цикловой его дозы, на магистральном топливопроводе в виде последовательно подключенных редукционного клапана, редуктора-акселератора высокого давления с педалью управления им и с эксцентриковым включателем его для работы двигателя на холостых оборотах, клапана холостого хода двигателя, выполненного с регулируемым по сечению иглой каналом холостого хода и с рабочей диафрагмой работы двигателя на режимах нагрузки, которая поджимается пружиной электромагнитного клапана, работающего как запорное устройство, смесеобразователя, выполненного в седле впускного клапана двигателя в виде кольцевой канавки с калиброванными отверстиями, которых не менее одного, выходящими на поверхность рабочей фаски седла, под прямым углом к этой фаске и по ее центру, завихритель смеси выполнен в виде отбойного кольцевого буртика на всасывающем клапане, в виде отбойной кольцевой канавки на головке блока и в виде отбойной кольцевой канавки на днище поршня.