Способ управления дозой впрыскиваемого топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания Российский патент 2017 года по МПК F02M61/00 F02M49/02 F02M47/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ближайший прототип изобретения патент №2422667 «Газоуправляемая топливная форсунка двигателя внутреннего сгорания».

Реферат к патенту 2422667: «Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет упростить кинематическую схему и использовать форсунку во всех типах ДВС. Пневмоуправляемая топливная форсунка двигателя внутреннего сгорания содержит систему управления пневмоуправляемой топливной форсунки, отслеживающую текущее положение поршня двигателя внутреннего сгорания, газораспределитель, поршень привода топливной форсунки, обратный клапан. Пневмоуправляемая топливная форсунка снабжена пневмоаккумулятором, плунжером, топливной форсунки и клапаном-отсечкой, служащим для прекращения подачи рабочего тела из камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания в пневмоаккумулятор после его полной зарядки. Пневмоаккумулятор имеет возможность сообщаться через каналы с силовой и возвратной полостями поршня привода форсунки и через обратный клапан с камерой сгорания двигателя внутреннего сгорания. Зарядка пневмоаккумулятора рабочим телом осуществляется из цилиндра двигателя внутреннего сгорания при такте сжатия. Для впрыска топлива плунжером пневмоуправляемой топливной форсунки в цилиндр двигателя внутреннего сгорания система управления пневмоуправляемой топливной форсунки устанавливает газораспределитель в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из пневмоаккумулятора в силовую полость поршня привода топливной форсунки. Для подготовки пневмоуправляемой топливной форсунки в готовность к очередному рабочему циклу система управления пневмоуправляемой топливной форсунки устанавливает газораспределитель в положение, обеспечивающее поступление рабочего тела из пневмоаккумулятора в возвратную полость поршня привода топливной форсунки».

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Прототип изобретения обеспечивает подачу топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания (ДВС), но не обеспечивает управление дозой впрыскиваемого топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания. Цель изобретения - обеспечить управление дозой впрыскиваемого топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сущность изобретения поясняется описанием принципом действия привода топливной форсунки с зарядкой гидроаккумулятора или пневмоаккумулятора привода, далее - аккумулятор, рабочим телом (жидкостью или газом) энергией сжимаемого воздуха или топливной смеси в камере сгорания ДВС. При пуске ДВС (см. фиг.) поршень ДВС 1 на такте сжатия сжимает воздух или топливную смесь в камере сгорания ДВС 2, которая давит на левую поверхность поршня привода компрессора 3, в результате чего он движется вправо (по рисунку). Рабочее тело из правой полости поршня компрессора 4 через обратный клапан 5 поступает в аккумулятор 6. Зарядка аккумулятора 6 происходит при первом пуске ДВС за один цикл сжатия. Дальнейшая подзарядка аккумулятора 6 может происходить и на рабочем такте ДВС. После того как давление рабочего тела в аккумуляторе 6 достигнет значения, обеспечивающего функционирование привода топливной форсунки, рабочее тело из аккумулятора 6 поступает в нижнюю полость поршня стопора 7 по трубопроводу 8. Поршень стопора 7 и соединенный с ним стопор 9 занимают верхнее положение, и поршень входит в выточку поршня компрессора 4, блокируя его движение. Поступление рабочего тела в аккумулятор 6 прекращается. Когда давление рабочего тела в аккумуляторе 6 окажется меньше необходимой величины для срабатывания привода топливной форсунки, пружина стопора 10 преодолевает силу давления рабочего тела в нижней полости поршня стопора 7 и возвращает его в нижнее положение, обеспечивая тем самым возможность дальнейшей подзарядки аккумулятора 6. При очередном цикле подзарядки аккумулятора 6 поршень компрессора 4 движется вправо и рабочее тело в его полости через обратный клапана 5 поступает в аккумулятор 6. Затем на такте всасывания давление в камере сгорания ДВС 2 становится меньше атмосферного, пружина поршня-компрессора 11 возвращает поршень компрессора 4 в левое положение и рабочее тело через обратный клапан 12 всасывается в полость поршня компрессора 4 из компенсационного бочка 13. Для впрыска топлива в камеру сгорания 2 система управления отслеживает текущее положение поршня ДВС 1 и в момент времени, когда требуется подать топливо в камеру сгорания ДВС 2, устанавливает золотник управления потоком рабочего тела 14 в положение, как показано на рисунке. Рабочее тело из аккумулятора 6 по трубопроводам 15, 16 поступает в верхнюю полость поршня привода топливной форсунки 17. Отработавшее рабочее тело из его нижней полости по трубопроводам 18, 19 и обратный клапан 20 поступает в компенсационный бачок 13. Под действием поступающего рабочего тела поршень привода топливной форсунки 17 движется вниз, соединяется с плунжером топливной форсунки 21 и вместе с ним движется вниз (левый фрагмент рисунка). В результате давление топлива под плунжером топливной форсунки 21 резко возрастает. При этом кинетическая энергия движущихся деталей в определенной степени переходит в энергию сжатия топлива и энергию упругой деформации стенок полости под поршнем плунжера топливной форсунки 21. При впрыске топлива в камеру сгорания ДВС 2 через обратный клапан 22 топливо дополнительно диспергируется, что повышает качество процесса сгорания топлива. Для подготовки очередного цикла впрыска топлива система управления устанавливает золотник управления потоком рабочего тела 14 в верхнее положение. Рабочее тело из аккумулятора 6 по трубопроводам 15, 18 поступает в нижнюю полость поршня привода топливной форсунки 17 и переводит его в верхнее положение, а из его верхней полости рабочее тело по трубопроводам 16, 23 через обратный клапан 20 поступает в компенсационный бачок 13. Одновременно пружина плунжера топливной форсунки 24 также переводит плунжер топливной форсунки 21 в верхнее положение. При этом топливо из топливного бака (на рисунке не показан) через обратный клапан 25 засасывается в полость под плунжером топливной форсунки 21. Топливная форсунка готова к очередному циклу впрыска.

Способ управления дозой впрыскиваемого топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания состоит в следующем. Для задания минимальной мощности ДВС система управления отслеживает текущее положение поршня ДВС 1 и в момент времени, когда требуется подать топливо в камеру сгорания ДВС 2, устанавливает золотник управления потоком рабочего тела 14 и установщик дозы впрыскиваемого топлива 26 в положение, как показано на рисунке. Рабочее тело из аккумулятора 6 по трубопроводам 15, 16 поступает в верхнюю полость поршня привода топливной форсунки 17. Под действием поступающего рабочего тела в верхнюю полость поршня привода топливной форсунки 17 (левый фрагмент рисунка) поршень привода топливной форсунки 17 движется вниз, соединяется с плунжером топливной форсунки 21 и вместе с ним движется вниз до упора в выступ установщика дозы впрыскиваемого топлива 26, чем и ограничивается доза впрыскиваемого топлива в камеру сгорания ДВС 1. Для перевода ДВС в режим максимальной мощности установщик дозы впрыскиваемого топлива 26 переводится в нижнее положение (левый нижний фрагмент рисунка). Под действием поступающего рабочего тела в верхнюю полость поршня привода топливной форсунки 17 (левый фрагмент рисунка) поршень привода топливной форсунки 17 движется вниз, соединяется с плунжером топливной форсунки 21 и вместе с ним движется вниз до упора в выступ установщика дозы впрыскиваемого топлива 26, чем и ограничивается доза впрыскиваемого топлива в камеру сгорания ДВС 1.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ управления дозой впрыскиваемого топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания приводом топливной форсунки с зарядкой аккумулятора рабочим телом, жидкостью или газом, энергией сжимаемого воздуха или топливной смеси в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания, включающего систему управления приводом топливной форсунки, установщик дозы впрыскиваемого топлива, золотник управления потоком рабочего тела, аккумулятор, поршень привода топливной форсунки, плунжер топливной форсунки, полость плунжера топливной форсунки с обратным клапаном впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания и обратным клапаном всасывания топлива из топливного бака, отличающийся тем, что для впрыска в камеру сгорания соответствующей нагрузке на двигатель внутреннего сгорания дозы топлива система управления привода топливной форсунки переводит установщик дозы впрыскиваемого топлива в соответствующее задаваемой на двигатель внутреннего сгорания нагрузке положение, затем система управления отслеживает текущее положение поршня двигателя внутреннего сгорания и в момент времени, когда требуется подать топливо в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, устанавливает золотник управления потоком рабочего тела в положение, при котором рабочее тело из аккумулятора поступает в верхнюю полость поршня привода топливной форсунки, поршень привода топливной форсунки движется вниз, соединяется с плунжером топливной форсунки и вместе с ним движется вниз до упора в выступ установщика дозы впрыскиваемого топлива, чем и ограничивается доза впрыскиваемого в камеру сгорания топлива, соответствующая задаваемой мощности двигателя внутреннего сгорания.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Материалы и технология для реализации изобретения не выходят за рамки современных возможностей.

ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Фигура. Принципиальная схема привода топливной форсунки с зарядкой рабочим телом аккумулятора энергией сжимаемого воздуха или топливной смеси в камере сгорания ДВС.

1 - камера сгорания ДВС; 2 - поршень ДВС; 3 - поршень привода компрессора; 4 - поршень компрессора; 5, 12; 20, 22, 25 - обратный клапан; 6 - пневмоаккумулятор; 7 - поршень стопора; 8, 15, 16, 18, 19, 23 - трубопровод; 9 - стопор; 10 - пружина стопора; 11 - пружина поршня компрессора; 13 - компенсационный бачок; 14 - золотник управления потоком жидкости; 17 - поршень привода топливной форсунки; 21 - плунжер топливной форсунки; 24 - пружина плунжера топливной форсунки 26 - установщик дозы впрыскиваемого топлива.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен способ управления дозой впрыскиваемого топлива в камеру сгорания 2 ДВС, согласно которому, для впрыска соответствующей нагрузке на ДВС дозы топлива в камеру сгорания, система управления привода топливной форсунки переводит установщик 26 дозы впрыскиваемого топлива в соответствующее задаваемой на ДВС нагрузке положение. Затем система управления отслеживает текущее положение поршня 1 ДВС и в момент времени, когда требуется подать топливо в камеру сгорания ДВС, устанавливает золотник 14 управления потоком рабочего тела в положение, при котором рабочее тело из аккумулятора 6 поступает в верхнюю полость поршня 17 привода топливной форсунки. Поршень 17 привода топливной форсунки движется вниз, соединяется с плунжером 21 топливной форсунки и вместе с ним движется вниз до упора в выступ установщика 26 дозы впрыскиваемого топлива, чем и ограничивается доза впрыскиваемого в камеру сгорания ДВС топлива, соответствующая заданной мощности ДВС. 1 ил.

Способ управления дозой впрыскиваемого топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания приводом топливной форсунки с зарядкой аккумулятора рабочим телом, жидкостью или газом, энергией сжимаемого воздуха или топливной смеси в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания, включающего систему управления приводом топливной форсунки, установщик дозы впрыскиваемого топлива, золотник управления потоком рабочего тела, аккумулятор, поршень привода топливной форсунки, плунжер топливной форсунки, полость плунжера топливной форсунки с обратным клапаном впрыска топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания и обратным клапаном всасывания топлива из топливного бака, отличающийся тем, что для впрыска в камеру сгорания соответствующей нагрузке на двигатель внутреннего сгорания дозы топлива система управления привода топливной форсунки переводит установщик дозы впрыскиваемого топлива в соответствующее задаваемой на двигатель внутреннего сгорания нагрузке положение, затем система управления отслеживает текущее положение поршня двигателя внутреннего сгорания и в момент времени, когда требуется подать топливо в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания, устанавливает золотник управления потоком рабочего тела в положение, при котором рабочее тело из аккумулятора поступает в верхнюю полость поршня привода топливной форсунки, поршень привода топливной форсунки движется вниз, соединяется с плунжером топливной форсунки и вместе с ним движется вниз до упора в выступ установщика дозы впрыскиваемого топлива, чем и ограничивается доза впрыскиваемого в камеру сгорания топлива, соответствующая задаваемой мощности двигателя внутреннего сгорания.