ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2004 года по МПК F02M41/06 

Изобретение относится к топливной аппаратуре, используемой в дизелях для подачи топлива, и может быть использовано преимущественно для двухцилиндровых двухтактных дизелей, а более конкретно - для двигателя по патенту РФ 2070255, F 02 B 53/00, F 02 G 1/02.

Из патента DE 4038143, опубл. 30.04.1992, известна топливная система.

Данная топливная система содержит одноплунжерный топливный насос высокого давления с дозирующими узлами и с внешним дозатором-распределителем для распределения топлива по форсункам.

Известная система обладает следующими недостатками: низкая точность регулирования цикловой подачи и угла опережения впрыскивания топлива; не обеспечивается идентичность подачи топлива во всех циклах; отсутствуют мероприятия, сокращающие продолжительность впрыска при высокой частоте вращения; влияние сжимаемости топлива на производительность системы.

Технической задачей настоящего изобретения является исключение указанных недостатков.

Указанная задача решается топливной системой, содержащей топливный насос, снабженный дозатором-распределителем, состоящим из золотника, помещенного в цилиндрический корпус, от наружной поверхности которого отходят каналы к форсункам, на наружной поверхности золотника выполнена радиальная выточка. Согласно изобретению топливный насос выполнен одноплунжерным двухкулачковым, радиальная выточка поочередно соединяет в процессе вращения золотника каналы, подходящие от насоса и отходящие к форсункам, при этом вал золотника получает вращение от двухкулачкового вала насоса через устройство, регулирующее смещение по фазе между указанными валами, на наружной поверхности корпуса дозатора-распределителя выполнены перепускные каналы, снабженные подпружиненными клапанами, для перепуска излишков топлива из выточки в полость низкого давления, а также канал, идущий от насоса, топливный насос снабжен золотниковым клапаном, поочередно перекрывающим канал для прохода топлива от подкачивающего насоса в надплунжерную полость, при этом канал расположен в верхней части последней, а в нижней части надплунжерной полости выполнен канал, связанный с полостью низкого давления.

На фиг.1 приведен дозатор-распределитель,

на фиг.2 - дифференциальный механизм,

на фиг.3 - верхняя часть топливного насоса (схема),

на фиг.4 - диаграмма подачи по фазам топлива к форсункам,

на фиг.5 - кривые изменения хода плунжера (S_пл) топливного насоса.

Дозатор-распределитель содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого расположен золотник 2, вращающийся на валу 3. От наружной поверхности корпуса отходят каналы 4 к форсункам, а также подходят каналы 5 от топливного насоса, объединенные общим топливопроводом 6. На наружной поверхности золотника выполнена радиальная выточка 7, поочередно соединяющая в процессе вращения золотника подходящие и отходящие каналы. При этом вал золотника получает вращение от двухкулачкового вала насоса через дифференциальный механизм (фиг.2). Передаточное отношение между кулачковым валом насоса и дифференциальным механизмом равно 1:1.

На наружной поверхности корпуса выполнены перепускные каналы 8, снабженные клапанами 9 с пружинами 10. Каналы связывают выточку 7 с полостью низкого давления.

Топливо из подкачивающего насоса (фиг.3) поступает в надплунжерную полость топливного насоса через канал 11, перекрываемый золотниковым клапаном 12 с приводом от кулачкового вала насоса.

Известный дифференциальный механизм содержит два центральных колеса 14 и 15, сателлит 16, вращающийся на валу 17, закрепленный на водиле 18. К водилу прикреплен зубчатый сектор 19, поворачивающийся вместе с водилом вокруг оси ОО₁ и приводимый во вращение зубчатым колесом 20. Передаточное отношение передачи 20-19 равно 1:2.

Топливная система работает следующим образом.

При движении плунжера насоса к н.м.т. (фиг.3) подкачивающий насос подает топливо через канал 11 в надплунжерную полость (золотниковый клапан 12 открыт). В результате этого надплунжерная полость полностью заполняется топливом. При движении плунжера к в.м.т. начинается перепуск топлива через канал 13 в полость низкого давления. После перекрытия плунжером этого канала начинается сжатие топлива с последующим открытием нагнетательного клапана и подачей топлива к дозатору-распределителю. В этот период канал 11 перекрыт.

Топливо в период подачи поступает по входному каналу 5 к выточке 7 (фиг.1), а затем через канал 4 к форсункам.

За каждый оборот кулачкового вала насоса золотник дозатора повернется на 360°, а подача топлива насосом будет происходить через каждые 180° поворота золотника (за счет двухкулачкового вала насоса). При этом в процессе вращения золотника будет происходить поочередное поступление топлива к форсункам.

Регулирование цикловой подачи осуществляется с помощью дифференциального механизма, обеспечивающего сдвиг по фазе между кулачковым валом и валом золотника путем поворота зубчатого колеса 20. На фиг.4 и 5 приведены в качестве примера диаграммы и должны рассматриваться совместно. Положение “О” на фиг.4 - начало движения плунжера насоса к в.м.т. и перепуск топлива через канал 13. На фиг.5 - начало подачи, φ_н.п.. Положение “1” на фиг.4 - это пуск двигателя. В этом положении сдвиг между валами равен нулю, и должно совпадать с началом подачи топлива. Подача топлива в этом случае (вспрыск) происходит в течение 30° поворота золотника и кулачкового вала, т.е. между φ_нп и φ_кп - конец подачи. В момент схода выточки 7 с канала 4 происходит резкое окончание вспрыска. В этот же момент происходит совпадение выточки с перепускным каналом 8, и остаток топлива поступает в полость низкого давления. Положение “2” - номинальная цикловая подача (φ_н). Если узел перепуска сместить по часовой стрелке на некоторый угол, то после схода выточки с канала 4 будет происходить при движении плунжера к в.м.т. сжатие топлива, исключающее возможные появления в период вспрыска свободных объемов. Одновременно за счет усилия пружины перепускного клапана в системе (между выточкой и насосом) будет поддерживаться оптимальное давление. Угол опережения впрыска может также регулироваться путем воздействия с помощью электронного блока на зубчатое колесо 20 дифференциального механизма.

Регулирование цикловой подачи путем изменения продолжительности подачи, выраженной в градусах поворота золотника, обеспечивает следующие достоинства:

цикловая подача зависит от положения регулирующего органа (зубчатое колесо 20) и не зависит от частоты вращения;

высокая точность регулирования цикловой подачи и угла опережения впрыска;

отсутствует влияние сжимаемости топлива на производительность системы, при этом топливо после сжатия расширяется только через распылители форсунок;

равномерность подачи топлива во всех циклах;

снижение продолжительности впрыска, выраженной в единицах времени, с ростом частоты вращения;

резкое окончание впрыска, исключающее подвпрыски.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным системам дизелей. Данное изобретение позволяет упростить конструкцию топливного насоса. Топливная система содержит топливный насос, снабженный дозатором-распределителем, состоящим из золотника, помещенного в цилиндрический корпус, от наружной поверхности которого отходят каналы к форсункам, на наружной поверхности золотника выполнена радиальная выточка. Топливный насос выполнен одноплунжерным двухкулачковым. Радиальная выточка поочередно соединяет в процессе вращения золотника каналы, подходящие от насоса и отходящие к форсункам, при этом вал золотника получает вращение от двухкулачкового вала насоса через устройство, регулирующее смещение по фазе между указанными валами. На наружной поверхности корпуса дозатора-распределителя выполнены перепускные каналы, снабженные подпружиненными клапанами, для перепуска излишков топлива из выточки в полость низкого давления. Топливный насос снабжен золотниковым клапаном, поочередно перекрывающим канал для прохода топлива от подкачивающего насоса в надплунжерную полость, при этом канал расположен в верхней части последней, а в нижней части надплунжерной полости выполнен канал, связанный с полостью низкого давления. 5 ил.

Топливная система, содержащая топливный насос, снабженный дозатором-распределителем, состоящим из золотника, помещенного в цилиндрический корпус, от наружной поверхности которого отходят каналы к форсункам, на наружной поверхности золотника выполнена радиальная выточка, отличающаяся тем, что топливный насос выполнен одноплунжерным двухкулачковым, радиальная выточка поочередно соединяет в процессе вращения золотника каналы, подходящие от насоса и отходящие к форсункам, при этом вал золотника получает вращение от двухкулачкового вала насоса через устройство, регулирующее смещение по фазе между указанными валами, на наружной поверхности корпуса дозатора-распределителя выполнены перепускные каналы, снабженные подпружиненными клапанами, для перепуска излишков топлива из выточки в полость низкого давления, топливный насос снабжен золотниковым клапаном, поочередно перекрывающим канал для прохода топлива от подкачивающего насоса в надплунжерную полость, при этом канал расположен в верхней части последней, а в нижней части надплунжерной полости выполнен канал, связанный с полостью низкого давления.