ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ДИЗЕЛЯ Российский патент 2013 года по МПК F02M55/04 F02M37/20 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при проектировании и постройке дизельных энергетических установок.

Известна топливная система дизеля, содержащая трубопровод низкого давления, средство, инициирующее подачу топлива к дизелю, в виде напорной цистерны, фильтра и, по меньшей мере, один впрыскивающий насос со всасывающей - отсечной полостью, последовательно установленные в трубопроводе (насос в составе контура дизеля в описании аналога не показан) [В.В. Маслов. Судовые системы малооборотных дизелей. - Л.: Судостроение, 1968 г., стр. 67, рис. 11a].

Недостаток аналога: волновой процесс, действующий в системе и обусловленный отсечками впрыскивающего насоса, дестабилизирует наполнение насоса топливом и не позволяет оптимизировать давление подачи топлива (Р_п) средством, инициирующим подачу топлива к дизелю, - важного эксплуатационного параметра комплекса дизель - топливная система.

За ближайший аналог принята система подачи топлива в дизель, содержащая трубопровод низкого давления, средство, инициирующее подачу топлива к дизелю, в виде напорной цистерны, по меньшей мере, одно устройство для преобразования волнового процесса, выполненное в виде упругой цилиндрической оболочки и, по меньшей мере, один впрыскивающий насос со всасывающей - отсечной полостью, последовательно установленные в трубопроводе (в описании ближайшего аналога полость не показана) [RU №950940, МПК F02M 55/04, опубл. 15.08.1982 г.].

Ближайшему аналогу свойственны недостатки.

1. Непрогнозируемое изменение эксплуатационных свойств системы, как коммуникации, предназначенной для эффективного наполнения топливом впрыскивающего насоса из-за изменения упругих свойств оболочки вследствие ее релаксации и выброса в систему продуктов ее износа, образовавшихся в результате старения материала оболочки.

2. Трудности управления параметрами волнового процесса в системе в целях эффективного наполнения насоса топливом, поскольку на эти параметры оказывает воздействие непосредственно давление подачи топлива (Р_п) и упругие характеристики оболочки, изменяющиеся по мере ее старения и зависящие так же от выбранного значения Р_п.

Все это, вместе взятое, снижает эффективность ближайшего аналога как топливной системы дизеля, содержащей устройство для преобразования волнового процесса.

Изобретение решает задачу повышения эффективности топливной системы дизеля за счет такого исполнения устройства для преобразования волнового процесса, при котором отсутствуют факторы износа, свойственные ближайшему аналогу - релаксация и старение.

Для получения необходимого технического результата в известной топливной системе дизеля, содержащей трубопровод низкого давления, средство, инициирующее подачу топлива к дизелю, по меньшей мере, одно устройство для преобразования волнового процесса в трубопроводе системы, выполненное в виде цилиндрической оболочки, по меньшей мере, один впрыскивающий насос со всасывающей - отсечной полостью, установленные последовательно в трубопроводе, предлагается оболочку выполнить жесткой и снабдить расположенным в ней и закрепленным неподвижно разборным набором из не менее четырех дистанцированных друг от друга дроссельных шайб.

Существо изобретения поясняется на прилагаемой схеме. Топливная система дизеля содержит трубопровод 1 низкого давления, насосное средство 2, инициирующее подачу топлива к дизелю (из цистерны, не показанной на схеме), по меньшей мере, одно устройство 3 для преобразования волнового процесса в трубопроводе, выполненное в виде жесткой цилиндрической оболочки, по меньшей мере, один впрыскивающий насос 4 со всасывающей - отсечной полостью 5, последовательно установленные в трубопроводе 1. Причем устройство 3 состоит из жесткой оболочки 6 (жесткой, недеформируемой оболочки) с закрепленным в нем разборным набором дистанцированных друг от друга дроссельных шайб 7 числом не менее четырех и с отверстиями 8.

Возможен проточный вариант комплектации системы, когда избыток топлива на выходе из полости 5 через продолжение трубопровода 1 поступает во второе устройство 9, однотипное с первым устройством 3, а по выходе из него продолжает движение по трубопроводу 1 и далее по системе, в соответствии с конкретной конструкцией последней.

Топливная система действует следующим образом.

Насосное средство 2 принимает топливо из цистерны (на схеме не показана) и по трубопроводу 1 подает топливо через устройство 3 в полость 5 для питания насоса 4. При этом поток топлива проходит через отверстия 8 шайб 7, неподвижно закрепленных в оболочке 6, и создающих некоторое гидравлическое сопротивление потоку. В проточном варианте избыток топлива по продолжению трубопровода 1 поступает в устройство 9 и, проходя его описанным выше образом, поступает в топливную систему.

Впрыск топлива насосом 4, например плунжерным, регулируемым концом подачи, сопровождается расходом топлива, принимаемого насосом из полости 5, и образованием ударных волн давления, обусловленных, по меньшей мере отсечками наполнения и подачи насоса 4. Волны давления начинают свое движение по трубопроводу 1 в направлении устройства 3, а в проточном варианте - и по направлению к устройству 9. Набор дроссельных шайб 7 обладает помимо гидравлического, еще - волновым сопротивлением. В результате прямая ударная волна частично отражается от устройства 3 (9) и возвращается в полость 5, т.е. к источнику возмущения. Интерференция прямых и обратных (отраженных) волн образует итоговую картину волнового процесса в полости 5. Варьируя давлением подкачки Р_п, возможно таким образом преобразовать волновой процесс, что минимумы его амплитуд не будут затрагивать зону положительных значений давления топлива, достаточных для эффективного наполнения насоса 4 и исключающих его кавитационные разрушения из-за разрывов сплошности среды в полости 5. Другая часть энергии прямой ударной волны расходуется в наборе дроссельных шайб 7, закрепленных в недеформируемой оболочке 6. Причем, если из противоположного конца оболочки 6 и выходит остаточный волновой процесс, то в сильно редуцированном виде, когда его амплитуда, например, на порядок ниже амплитуды в районе источника возмущения (полость 5). Это вполне приемлемо для практических целей. Здесь следует подчеркнуть существенное обстоятельство: устройство 3 (9) размещено не в непосредственной близости от источника возмущения. Это делает устройство 3(9) достаточно универсальным, но при условии, что число дроссельных шайб будет более четырех. Возможности управления параметрами волнового процесса сводятся не только к варьированию значением Р_п, но могут быть расширены за счет независимого изменения акустических характеристик разборного набора шайб 7 путем изменения шага установки шайб 7 в оболочке 6, диаметров отверстий 8 и с помощью других факторов, не затрагивающих, собственно, саму оболочку 6.

Таким образом, замена устройства для преобразования волнового процесса, выполненного в виде упругой оболочки, на устройство, представляющее собой жесткую, недеформируемую под действием волнового процесса оболочку, содержащую неподвижно закрепленный разборный набор дистанцированных друг от друга дроссельных шайб числом не менее четырех, позволяет повысить эффективность топливной системы дизеля, поскольку заявляемая система не содержит изнашиваемых элементов, а параметры волнового процесса могут нетрудоемко регулироваться.

Все это, вместе взятое, является источником эффективности изобретения.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при проектировании и постройке дизельных энергетических установок. Изобретение позволяет повысить эффективность топливной системы дизеля. Топливная система дизеля содержит трубопровод низкого давления, средство, инициирующее подачу топлива к дизелю. Система содержит, по меньшей мере, одно устройство для преобразования волнового процесса в трубопроводе системы, выполненное в виде цилиндрической оболочки, и, по меньшей мере, один впрыскивающий насос со всасывающей - отсечной полостью, установленные последовательно в трубопроводе. Цилиндрическая оболочка выполнена жесткой и снабжена расположенным в ней и закрепленным неподвижно разборным набором из не менее четырех дистанцированных друг от друга дроссельных шайб. 1 ил.

Топливная система дизеля, содержащая трубопровод низкого давления, средство, инициирующее подачу топлива к дизелю, по меньшей мере, одно устройство для преобразования волнового процесса в трубопроводе системы, выполненное в виде цилиндрической оболочки, по меньшей мере, один впрыскивающий насос со всасывающей - отсечной полостью, установленные последовательно в трубопроводе, отличающаяся тем, что цилиндрическая оболочка выполнена жесткой и снабжена расположенным в ней и закрепленным неподвижно разборным набором из не менее четырех дистанцированных друг от друга дроссельных шайб.