КЛАПАН-ОТСЕЧКА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПРИВОДА ТОПЛИВНОЙ ФОРСУНКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2010 года по МПК F02M61/00 F02M49/02 F02M47/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области энергомашиностроения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший аналог заявленного изобретения - патент JP 60-204911А (MITSUBISHI HEAVY IND LND) 16.10.1985. Патент описывает пневматический привод газораспределительного клапана двигателя (ДВС). Действует привод следующим образом. На такте сжатия часть сжимаемого в камере сгорания воздуха через отверстие в стенке камеры сгорания поступает в пневмоаккумулятор. Для открывания клапана электронная система управления отслеживает текущее положение поршня и в нужный момент устанавливает газораспределительный золотник в положение, при котором сжатый воздух из пневмоаккумулятора поступает в ту полость поршня привода клапана, где сжатый воздух, расширяясь, обеспечивает открытие клапана. Закрывание клапана осуществляется подачей сжатого воздуха в противоположную полость поршня привода клапана. Для обеспечения оптимального уровня зарядки пневмоаккумулятора предусмотрен клапан-отсечка. Его назначение - пропускать воздух только на такте сжатия и только до определенной величины давления. Принцип действия клапана-отсечки не конкретизирован.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагается схема пневматического привода топливной форсунки действует в основном по тому же принципу - использование энергии рабочего тела, отбираемой из камеры сгорания ДВС как при такте сжатия воздуха в камере сгорания, так и при такте расширения продуктов сгорания. Клапан-отсечка автоматически ограничивает уровень зарядки пневмоаккумулятора. Сущность изобретения поясняется описанием принципа действия пневматического привода топливной форсунки ДВС с автоматическим клапаном-отсечкой.

Состав пневматического привода топливной форсунки ДВС, см. чертеж.

1 - поршень ДВС, 2 - камера сгорания, 3, 17 - трубопровод, 4 - клапан-отсечка, 5, 12, 14 - обратный клапан, 6 - пневмоаккумулятор, 7 - золотник, 8, 9, 13, 15, 16, 20 - газовый канал, 10 - поршень привода топливной форсунки, 11 - плунжер топливной форсунки, 18 - поршень привода запорного клапана, 19 - запорный клапан, 21 - пружина.

Рабочее тело - воздух при такте сжатия поршнем ДВС 1 в камере сгорания 2 или продукты сгорания при такте расширения продуктов сгорания - по трубопроводу 3 через клапан-отсечку 4 и обратный клапан 5 поступает в пневмоаккумулятор 6 и заряжает его. Электронная система управления приводом топливной форсунки (далее - система управления, не показана) отслеживает текущее положение поршня ДВС 1 и в момент, когда требуется подать топливо в камеру сгорания 2, устанавливает золотник 7 в положение, как показано на чертеже. Рабочее тело из пневмоаккумулятора 6 по каналам 8 и 9 поступает в верхнюю полость поршня привода форсунки 10. Поршень привода форсунки 10 и соединенный с ним плунжер топливной форсунки 11 движутся вниз, и топливо через открывшийся обратный клапан 12 впрыскивается в камеру сгорания 2, после чего система управления переводит золотник 7 в нижнее положение. Рабочее тело из пневмоаккумулятора 6 по каналу 13 поступает в нижнюю полость поршня привода форсунки 10. Поршень привода форсунки 10 и соединенный с ним плунжер форсунки 11 перемещаются в верхнее положение и топливо из топливного бака (не показан) через обратный клапан 14 засасывается в полость плунжера форсунки 11. В обоих случаях отработавшее рабочее тело по каналам 15 и 16 выбрасывается наружу. Клапан-отсечка 4 служит для оптимизации давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе 6. Когда давление рабочего тела в пневмоаккумуляторе 6 превышает рабочий уровень, рабочее тело из пневмоаккумулятора 6 по трубопроводу 17 поступает в полость поршня привода запорного клапана 18, в результате чего запорный клапан 19 перекрывает канал 20 и поступление рабочего тела в пневмоаккумулятор 6 прекращается (рабочее тело из камеры сгорания 2 в полость поршня привода запорного клапана 18 может поступать и непосредственно из трубопровода 3). Уровень давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе 6 определяется жесткостью пружины 21. Чем больше жесткость пружины 21, тем выше давление в пневмоаккумуляторе 6.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача заявленного изобретения - обеспечение оптимального уровня зарядки пневмоаккумулятора пневматического привода топливной форсунки ДВС - решается применением автоматического клапана-отсечки. Пневматический привод топливной форсунки ДВС с автоматическим клапаном-отсечкой, включающий поршень привода топливной форсунки, соединенный с плунжером топливной форсунки, золотник, пневмоаккумулятор, автоматический клапан-отсечку и систему управления, обеспечивающий подачу топлива в камеру сгорания, для чего система управления пневматическим приводом топливной форсунки отслеживает текущее положение поршня двигателя и в момент, когда требуется подать топливо в камеру сгорания, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из пневмоаккумулятора в полость поршня привода топливной форсунки, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода топливной форсунки, соединенный с топливным плунжером, подает топливо в камеру сгорания, причем зарядка пневмоаккумулятора рабочим телом осуществляется как на такте сжатия, так и на такте расширения продуктов сгорания, отличается тем, что полость поршня привода запорного клапана-отсечки соединена трубопроводом с камерой сгорания, в результате чего при увеличении давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе сверх оптимального рабочее тело из камеры сгорания проступает в полость поршня привода запорного клапана и переводит запорный клапан в закрытое положение, воспрещая тем самым увеличение давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе сверх оптимального уровня.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пневматический привод топливной форсунки с клапаном-отсечкой не нуждается в специальном механическом приводе, связывающим его с коленвалом, что упрощает кинематическую схему привода, повышает надежность и удельную мощность ДВС в целом. Проектирование и производство не требует значительных затрат. Требования к материалам и технологии не выходит за пределы традиционных требований при производстве ДВС.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Пневматический привод топливной форсунки ДВС с клапаном-отсечкой, принципиальная схема, см. чертеж.

1 - поршень ДВС, 2 - камера сгорания, 3, 17 - трубопровод, 4 клапан-отсечка, 5, 12, 14 - обратный клапан, 6 - пневмоаккумулятор, 7 - золотник, 8, 9, 13, 15, 16, 20 - газовый канал, 10 - поршень привода топливной форсунки, 11 - плунжер топливной форсунки, 18 - поршень привода запорного клапана, 19 - запорный клапан, 21 - пружина.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к клапану-отсечке пневматического привода топливной форсунки двигателя внутреннего сгорания, служащему для обеспечения оптимального уровня зарядки пневмоаккумулятора. Пневматический привод топливной форсунки включает поршень привода топливной форсунки, соединенный с топливной форсункой, золотник, пневмоаккумулятор, клапан-отсечку и электронную систему управления пневматическим приводом топливной форсунки и служит для подачи топлива в камеру сгорания двигателя. Для этого система управления отслеживает текущее положение поршня двигателя и в момент, когда требуется подать топливо в камеру сгорания, устанавливает золотник в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из пневмоаккумулятора в полость поршня привода топливной форсунки, в которой рабочее тело расширяется и перемещает поршень привода топливной форсунки и соединенный с ним плунжер топливной форсунки, в результате чего топливо подается в камеру сгорания. Зарядка пневмаккумулятора рабочим телом из камеры сгорания осуществляется как на такте сжатия воздуха в камере сгорания, так и на такте расширения продуктов сгорания. Отличие заявленного изобретения состоит в том, что полость поршня привода запорного клапана клапана-отсечки соединена трубопроводом с камерой сгорания. При превышении давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе сверх оптимального уровня рабочее тело из камеры сгорания поступает в полость поршня привода запорного клапана клапана-отсечки и перемещает поршень привода запорного клапана и соединенный с ним запорный клапан в закрытое положение, воспрещая тем самым поступление рабочего тела в пневмоаккумулятор. 1 ил.

Пневматический привод топливной форсунки двигателя внутреннего сгорания с клапаном-отсечкой, включающий поршень привода топливной форсунки, соединенный с топливным плунжером, золотник, пневмоаккумулятор, клапан-отсечку и систему управления пневматическим приводом топливной форсунки, обеспечивающий подачу топлива в камеру сгорания двигателя, для чего система управления отслеживает текущее положение поршня двигателя и, в момент когда требуется подать топливо в камеру сгорания, устанавливает золотник в положение обеспечивающее поступление рабочего тела из пневмоаккумулятора в полость поршня привода топливной форсунки, в которой рабочее тело, воздействуя на поршень привода топливной форсунки, перемещает поршень привода топливной форсунки, соединенный с топливным плунжером и подает топливо в камеру сгорания, причем зарядка пневмоаккумулятора рабочим телом из камеры сгорания происходит как на такте сжатия, так и на такте расширения продуктов сгорания, отличающийся тем, что полость поршня привода запорного клапана клапана-отсечки сообщается с камерой сгорания, в результате чего при превышении давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе сверх оптимального уровня рабочее тело из камеры сгорания поступает в полость поршня привода запорного клапана и переводит запорный клапан в закрытое положение, воспрещая тем самым увеличение давления рабочего тела в пневмоаккумуляторе сверх оптимального уровня.