СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬ Российский патент 2000 года по МПК F02M55/00 F02M43/00 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к конструкции топливоподающей аппаратуры дизелей.

Известна система подачи топлива в дизель, содержащая насос высокого давления, нагнетательный клапан, подпитывающую магистраль, дополнительный канал и невозвратный клапан, причем насос связан с подпитывающей магистралью и соединен через нагнетательный клапан и трубопровод высокого давления с форсункой, а невозвратный клапан размещен в дополнительном канале, который одним концом связан с трубопроводом высокого давления (см. авторское свидетельство СССР N 842210, F 02 М 55/00, 30.06.81).

В известном решении обеспечено повышение эффективности работы системы благодаря увеличению начального давления. Однако это решение позволяет увеличить начальное давление лишь до ограниченного значения. Это связано с тем, что создание начального давления происходит как при волнах разрешения в нагнетательном трубопроводе, так и при повышенных значениях импульсов отсечки в подпитывающей магистрали.

В последнем случае возможно суммирование импульсов давления отсечки и импульсов волн давления в нагнетательном трубопроводе. Сложение этих импульсов может привести к подъему иглы форсунки и подвпрыскиванию. Для устранения такого явления приходится снижать верхний предел возможного повышения начального давления. Это снижение достигается ограничением расхода топлива из подпитывающей магистрали в нагнетательный трубопровод с помощью дросселя. Но недостатком дросселя является то, что он уменьшает энергию импульса, открывающего невозвратный клапан, в том числе на режимах малых нагрузок и малых частот вращения. В результате чего на ряде таких режимов при данном дросселе прекращается открытие невозвратного клапана, а следовательно, и создание начального давления. Кроме того, известное решение требует применения дополнительного штуцера на нагнетательном трубопроводе для связи его с подпитывающей магистралью, как это делается, например, в системах с разветвленными трубопроводами. Однако такие решения приводят к увеличению объема нагнетательной магистрали, что снижает эффективность повышения начального давления.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности двигателя и топливной аппаратуры путем увеличения начального давления с целью обеспечения автоматической подачи альтернативного топлива в трубопровод высокого давления, а также путем уменьшения нежелательного приращения объема нагнетательной магистрали.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известной системе подачи топлива в дизель, содержащей насос высокого давления, нагнетательный клапан, подпитывающую магистраль, дополнительный канал и невозвратный клапан, насос связан с подпитывающей магистралью и соединен через нагнетательный клапан и трубопровод высокого давления с форсункой, а невозвратный клапан размещен в дополнительном канале, который одним концом связан с трубопроводом высокого давления, сочленение конусной поверхности невозвратного клапана с перьями выполнено цилиндрической формы, при этом трубопровод высокого давления связан с магистралью подачи альтернативного топлива посредством держателя.

На фиг. 1 приведена схема варианта выполнения системы; на фиг. 2 - невозвратный клапан.

Система подачи топлива в дизель содержит насос высокого давления с втулкой 2 и плунжером 3, нагнетательным клапаном 4 в седле 5, отсечным и всасывающим отверстием 6 во втулке 2, связанным с подпитывающим каналом 7 и через штуцер 8 с подпитывающей магистралью 9. Штуцер 10 нагнетательного клапана 4 с помощью переходника 11 связан с конусным ниппелем 13 трубопровода 14 высокого давления накидной гайкой 15 и сухариками 16, причем насос высокого давления соединен через нагнетательный клапан и трубопровод высокого давления с форсункой. Гайка 15 выполнена с отверстием большим, чем наружный диаметр ниппеля 13, что совместно с сухариками 16 позволяет вести монтаж элементов без демонтажа деталей основной системы топливоподачи. Трубопровод 14 высокого давления связан с магистралью подачи альтернативного топлива посредством держателя. Держатель 12 выходит в окно 17 переходника 11 и имеет дополнительный канал 18, выходящий в полость 19 над невозвратным клапаном 20 и связанный одним концом с трубопроводом 14 высокого давления.

Невозвратный клапан 20, у которого сочленение конусной поверхности с перьями выполнено цилиндрической формы, размещен в седле 21 и в дополнительном канале 18, поджат проставкой 22 и штуцером 23 к держателю 12. Трубопровод 24 связан с емкостью 25, в которой содержится альтернативное топливо.

Система работает следующим образом.

При отсечке подачи топлива и разгрузке трубопровода 14 высокого давления с помощью нагнетательного клапана 4 в трубопроводе 14 появляются волны давления и разрежения. Волна разрежения, подходя к невозвратному клапану 20, открывает его, и альтернативное топливо из дополнительного канала 18, включающего полость держателя 12, полость за невозвратным клапаном 20 и полость трубопровода 24, подсасывается в трубопровод 14. При этом в трубопроводе 14 растет давление, являющееся начальным для очередного цикла впрыскивания топлива. Открытие невозвратного клапана 20 также происходит благодаря наличию некоторого давления со стороны альтернативного топлива. Такое выполнение позволяет снизить величину остаточного давления сразу после впрыскивания топлива, но в то же время повысить давление перед очередным впрыскиванием. Подпитка нагнетательного трубопровода устраняет возможность появления паровых пробок, которые возникают при интенсивных волнах разрежения. В конце процесса топливоподачи в результате резких изменений давления при отсечке, посадке клапана и иглы форсунки возникают интенсивные волновые процессы, что приводит к появлению подвпрыскивания топлива.

Благодаря наличию невозвратного клапана 20 при его открытии происходит демпфирование волн давления и разрежения в трубопроводе 14, что существенно уменьшает вероятность появления подвпрыскивания.

Таким образом, предложенное решение позволяет повысить эффективность работы дизеля благодаря повышению начального давления, повышению стабильности топливоподачи по циклам и равномерности по цилиндрам, что достигается, в частности, благодаря стабилизации условий наполнения надплунжерного пространства, и обеспечить автоматическую подачу альтернативного топлива в трубопровод высокого давления.

Выполнение системы с держателем 12 также повышает эффективность работы вследствие минимального приращения объема полости нагнетательного трубопровода за счет дополнительных соединений. Увеличение объема нагнетательного трубопровода снижает эффективность применения метода повышения начального давления.

Изобретение относится к двигателестроению, а точнее к конструкции топливоподающей аппаратуры дизелей. Изобретение направлено на повышение эффективности двигателя и топливной аппаратуры путем увеличения начального давления с целью обеспечения автоматической подачи альтернативного топлива в трубопровод высокого давления, а также путем уменьшения нежелательного приращения объема нагнетательной магистрали. В системе подачи топлива в дизель сочленение конусной поверхности невозвратного клапана с перьями выполнено цилиндрической формы, при этом трубопровод высокого давления связан с магистралью подачи альтернативного топлива посредством держателя. 2 ил.

Система подачи топлива в дизель, содержащая насос высокого давления, нагнетательный клапан, подпитывающую магистраль, дополнительный канал и невозвратный клапан, причем насос связан с подпитывающей магистралью и соединен через нагнетательный клапан и трубопровод высокого давления с форсункой, а невозвратный клапан размещен в дополнительном канале, который одним концом связан с трубопроводом высокого давления, отличающийся тем, что сочленение конусной поверхности невозвратного клапана с перьями выполнено цилиндрической формы, при этом трубопровод высокого давления связан с магистралью подачи альтернативного топлива посредством держателя.