Топливная система дизеля Советский патент 1983 года по МПК F02M59/34 

САЭ

О

сл М Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для впры ка топлива в двигатель внутреннего сгорания, преимущественно в дизель, кроме того оно отнфсится к системам подачи топлива с регулированием начального давления, т.-е. таким, в которых давление в нагнетательной магистрали задается, стабилизируетс или регулируется специальными средс вами. ., Известны топливные системы дизеля, содержащие топливный насос высо кого давления, нагнетательную магистраль, нагнетательный клапан, форсунку закрытого типа, аккумулятор, доаатор начального давления, дополнительный канал, причем топливный насос через нагнетательный клапан и нагнетательную магистраль соединен форсункой, дополнительный канал сое диняет аккумулятор с нагнетательной магистралью, дозатор начального дав ления, размещен в дополнительном кан ле и выполнен в виде калиброванного дрсЗЪселя и C2J . В таких системах во время нагнетательного хода плунжера насоса топ ливо подается как к форсунке, так и через дроссель в аккумулятор, зар жая его до некоторого давления. Меж циклами впрыска аккумулятор разряжается, повышая давление в нагнетательной магистрали, т. е. создавая в ней начальное давление. В таких системах создаваемое начальное давление существенно зави сит от режима работы двигателя, а конструкция .системы усложнена наличием специального аккумулятора, что снижает Эффективность работы системы. Известны топливные системы дизеля, содержащие топливный насос . высокого давления, нагнетательную магистраль, нагнетательный клапан, форсунку закрытого типа, аккум лятор, дозатор начального давления, дополнительный канал, причем аккуму лятор выполнен в полости пружины иглы форсунки, топливный насос через нагнетательный клапан нагнетательной магистралью соединен с форсункой,, дополнительный канал соединяет аккумулятор с нагнетательной магистралью, дозатор размещен в дополнительном канале ЗЗ и С 43. В таких системах достигнуто повышение надежности работы за счет упрощения системы, в которой: роль аккумулятора выполняет полость пружины иглы форсунки, в таких системах создание начального давления происходит благодаря открытию дозатора начального давления, выполненного в виде клапана, происходящему в моменты, когда после отсечки подачи волна разряжения в нагнетатель ной магистрали проходит мимо допол- нительного канала. Уровень давления, создаваемого такой системой, сравнительно не высок. Величина давления зависит от режима работы двигателя, что ограничивает эффективность работы системы. Известны также топливные системы дизеля, содержащие топливный насос высокого давления, нагнетательную магистраль, нагнетательный клапан, форсунку закрытого типа, аккумулятор , дозатор начального давления дополнительный канал и дополнительный дозатор, причем аккумулятор выполнен в полости пружины иглы форсунки, топливный насос через нагнетательный клапан и нагнетательную магистраль соединен с форсункой, аккумулятор связан через дополнительный канал с нагнетательной магистралью, дозатор начального давления размещен в дополнительном канале, а дополнительный дозатор размещен в нагнетательном клапане tSj. Известная система благодаря наличию дополнительного дозатора, выполненного в виде обратного клапана в нагнетательном клапане, позволяет получить повышенную независимость начального давления от режима работы двигателя. Однако наличие двух -дополнитель- , ных клапанов снижает надежность системы, понижает уровень достижимого начального давления, что снижает эффективность работы системы. Целью изобретения является повышение эффективности работы системы. , Указанная цель достигается тем, что в топливной системе дизеля, содержащей топливный насос высокого давления, нагнетательную магистраль нагнетательный клапан, форсунку за-. крытого типа, аккумулятор, дозатор начального давления, дополнительный канал и дополнительный дозатор , при чем аккумулятор выполнен в полости пружины иглы форсунки, топливный насос через нагнетательный клапан и нагнетательную магистраль соединен с форсункой, аккумулятор связан через дополнительный канал с нагнетательной магистралью, дозатор начального давления размещен в дополнительном канале, а дополнительный дозатор размещен в нагнетательном клапане, дозатор начального давления и дополнительныйдозатор выполнены в виде калиброванных дросселей, причем проходное сечение дросселя дополнительного дозатора, выполнено меньшим, чем проходное сечение дросселя дозатора начального давления. На фиг. 1 приведена принципиальная схема топливной системы; на фиг. 2 - вариант форсунки с простав- , кой между корпусом форсунки и корпу сом распылителя; на фиг. 3 - вариан установок дросселя в конической про ке/ на фиг. 4 же, в цилиндрической пробке; на фиг. 5 и б - то ж в штуцере. Топливная система содержит топли ный насос 1 высокого давления с наг нетательными секциями 2, имеющими нагнетательный клапан 3 с разгружающим пояском 4 и седло 5, форсунки 6 с замкнутой надигольной полост пружины т.е. без сливной магистрал имеющие глухой колпак 7, уплотнител ную прокладку 8, распылитель 9 и за порную иглу 10, нагруженную пружино 11 и давлением топлива в надигольно полости 12, и нагнетательные трубопроводы 13. Клапан 3 нагружен пружи ной 14,расположенной в полости 15 штуцера 16, с помощью которого бедло 5 через.уплотнительное кольцо 17 |прижимается к втулке 18 плу нжера на надплунжерной полостью 19. Полость 15 соединена с полостью 20 между сед лом и клапаном выше разгрузочного пояска 4 с помощью каналов, выполне ных, например, в виде, по крайней мере одного, пазов 21 на седле 5. В корпусе 22 форсунки или в проставке 23 между корпусом форсунки и корпусом распылителя выполнено дроссельное отверстие 24, соединяющее надигольную полость с линией высокого давления. Калиброванное дроссельное отверстие может быть выполнено в пробке 25 (фиг.. 3-6). Пробка с дроссельным отверстием прижимается к корпусу форсунки, в ко тором выполнены канал 26 и колодец, по конической поверхности ( фиг. 3 или по плоскости (фиг. 4 штуцером 27 нагнетательного трубопровода 13 через уПлотнительную прокладку 28. Топливо через каналы в пробке проходит в кольцевую проточку 29 в проб ке- (фиг. 3 или в корпусе (фиг. 4), откуда через сверления 30 и 31 соответственно в корпусе форсунки, в кор пусе распылителя поступает в камеру распылителя. Пробка 25 с дроссельным отверстием может быть впресс вана в гнездо в корпусе форсунки (фиг. 5) или прижата гайкой 32 (.фиг. 6) . Топливная система работает следующим образом. Во время нагнетательного хода насоса часть топлива через зазор с распылителе и дроссельное отверстие 24 в корпусе 22 форсунки или в проставке 23 поступает в надигольную полость 12, повышая давление в ней, Это приводит к увеличению давления начала открытия иглы форсунки, причем, чем больше подача топлива и выше частота вращения насоса, тем боль ше давление в нагнетательной магистрали и тем больше давление в аккумуляторе , в качестве которого использована надигольная полость форсунки. Таким образом, происходит саморег улирование давления в надигольной полости, и следовательно, давления начала открытия иглы форсунки в зависимости от режима работы топливной системы. Чем меньше давление начала открытия иглы форсунки, тем устойчивее работа топливной системы. Увеличение этого давления на режимах номинальных и близких к ним цикловых подач и частот вращения топливной системы приводит к уменьшению продолжительности впрыска топлива, что очень важно -для повышения экономичности работы двигателя. Поэтому регулировку затяжки .пружины форсунки надо производить из условия обеспечения устойчивой работы двигателя на режимах малых нагрузок и частот вращения, а также на режимах пуска, чтобы суммарное, усилие от затяжки пружины и давления в Надигольной полости обеспечивало минимальные значения давления начала открытия иглы форсунки на этих режимах, а по мере возрастания давления в надигольной полости с повышением нагрузки на дизель увеличи- . вается давление начала открытия иглы форсунки, сокращая продолжительность впрыска топлива и.тем (Самым повышая экономичность работы двигателя. После отсечки и падения давления в нагнетательной магистрали ниже уровня давления в надигольной полости начинается истечение топлива из этой полости через дроссельное отверстие и через зазор в распылителе и создание повышенного давления в нагнетательной магистрали к началу следующего цикла впрыска, причем начальное да;вление будет также зависеть от режима работы системы, т.е. чем больше давление в надигольной полости , тем выше остаточное давление . в нагнетательной магистрали. Как показали испытания, из-за постоянного повышения остаточного и начального давлений в последовательных циклах в результате подпитки топливом из надигольной полости по мере увеличения числа циклов происходит увеличение давления топлива в нагнетательной магистрали во время впрыска. Увеличение давления впрыска и начального давления приводит к возрастанию давления в надигольной поости, что в конечном итоге вызыват гидравлическое заклинивание игы форсунки, т.е. игла не открывается, а все топливо поступает в надгольную полость, резко повыпая давение в ней. Для устанения гидравлического за клинивания в системе предусмотрено перетекание топлива из нагнетательной магистрали в полость низкого давления в периоды между циклами впрыска посредством каналов, выполненными, например, в виде пазов 21 на седле 5. Такие пазы могут быть выполнены и на клапане. Перетекание топлива происходит следующим образом. Топливо из полости штуцера 15 через пазы 21 поступает в полость 20 между седлом и клапаном выше разгрузочного пояска 4, затем через зазор между пояском 4 и седлом 5., которые образуют .основное кольцевое дррЪселирующее сечение, попадает в надплунжерную полость 19, которая с момента отсечки сообщается с полостью низкого давления, уменьшая давление в нагнетательном трубопроводе 13. Площадь между разгрузочным пояском и седлом меньше суммарного сечения, образованного дррссельйым отверстием и зазором между иглой и корпусом распьшителя. Это позволяет повышать начальное давление в нагнетательной магистрали в результате йодпйтки топливом из надигольной полости и устранять гидрозакли нивание иглы форсунки в результате |перетечек топлива из нагнетательной магистрали в систему низкого давления. Устранение гидрозаклинивания достигается также применением нагнетательных клапанов двойного действия, имекядими обратные клапаны, пру жины которых регулируются на определенное начальное давление в нагнетательной магистргши. Испытания, проведенные на безмоторной установке на базе топливной аппаратуры дизелей типа А-,41, показали работоспособность предлагаемой топливной систелы с регулированием начального давления

да

Фиг.г

17

S

Z9

Фиг.З

Фaг.t.