Система регулирования подачи топлива в дизель Советский патент 1985 года по МПК F02B49/00 

11 Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к сие темам регулирования подачи топлива в дизель тогингаовпрыскивающей аппаратурой с впрыскгтанием части топлива во всасывающий коллектор при низком давлении, и может быть использовано на двигателях внутреннего сгорания любого назначения с комбинированной подачей топл1та. Известна система регулирования подачи топлива в дизель с топлиновпрыскивающей аппаратурой и впрыскиванием части топлива во всасывающиГ коллектор при низком давлении, содо жащая источник электропитания и электромагнитное реле с контактами и обмоткой, причем топливовпр1)1скивающая аппаратура включает топлипиыГ бак, насос высокого давления с дози рующим органом, электромагнитньш клапан подачи топлива при Р1изком давлении и соединяющие их топливопро воды, а дозирующий орган связан с электромагнитным рело р . Недостатком известной CHCTCMI,I ре гулирования является неудовлетвс1рительная эффективность работы дизоля вследствие отсутствия возможности обеспечения постоянства мощности в щироком диапазоне эксплуатационных режимов. Целью изобретения является повыше ние эффективности работы дизеля. Указанная цель достигается тем, что система регулирования подачи топлива в дизель с топливовпрыскиваю щей аппаратурой и впрыскиванием части топлива во всасывающий коллектор при низком давлении, содержащая источник электропитания и электромагнитное реле с контактами и обмоткой причем топливовпрыскивающая аппаратура включает топливный бак, насос высокого давления с дозирующим органом, электромагнитный клапан по дачи топлива при низком давлени ; и соединяющие их топливопроводы, а дозирующий орган связан с электро магнитным реле, снабжена тахогенера тором, усилителем, датчиком расхода топлива, размещенньгм перед насосом высокого давления и выполненным в в да ступенчатого канала с последовательно размещенными участками меньшего и большего диаметров, причем н 12 участке с большим диаметром В 1полнено углубление двух терморезисторов, первый из которых установлен по оси канала, а второй - за первым п углубленИИ канала, и задатчиком расхода топлива при низком и высоком давлении, включающим соответственно первый и второй переменные магниторезисторы, установленные параллельно и размещенные между полюсами постоянного магнита, и экранируюиото прямоyr-ojniHyio рамку, cocTaBne H TO из двух одинаковых сое11 ;кованных П-образных половин, выполненных соответственно из ферромагнитного и диамагнитного материазюв и расположенных с боковыми зазорами между полюсами постоянного магнита и магниторезисторами, причем рамка кинематически связана с дозирующим органом и имеет возможность перемещения в направлении, перпендикулярном магнитным силовым линиям . постоянного магнита, при этом два терморезистора датчика расхода топлива и первый переменный магниторезистор с подстроечным переменным резистором соединены между собой в упомянутой последовательности в мостовую схему, в диагональ которой, связывающую разветвление между терморезисторами с разветвлением между магниторезистором и подстроечным переменным резистором, подключены контакты электромагнитного реле и последовательно с Н1П-П1 - усилитель, а к в торой диагонали мостовой cxeMiii присоедины источник электропитания, выполненный стабилизированным, второй переменный магниторезистор соединен последовательно с тахогенератором и обмоткой электромагнитного реле, а выход усилителя - с электромагнитным клапаном подачи топлива при низком давлении, связанным с источником электропитания, На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы регулирования подачи топлива в дизель; на фиг, 2 конструкция датчика расхода топлива; на фиг. 3 - задатчик расхода топлива при низком и высоком давлении; на фиг. 4 - электрическая схема системы регулирования; на фиг. 5-- скоростная характеристика дизеля с исходной и предложенной системами регулирования. Система регулирования подачи топлива в дизель- содержит топливовпрыскивающую аппаратуру, включающую топливный бак 1 и последовательно соединенные с ним топливопроводами фильтр 2, датчик 3 расхода топлива, тЪпливоподкачиваюгций насос 4 и насос 5 высокого давления с дозирующим органом 6, От насоса 5 высокого давления топливо подается к форсункам (не показаны) дизеля 7, снабженного тахогенератором 8, а часть топлива впрыскивается во всасывающий коллектор дизеля 7 под низким давлением через электромагнитный клапан 9 с катушкой 10. Система регулирования снабжена усилителем 11 электрически связанным с датчиком 3 расхода топлива, тахогенератором 8 и катушкой 10 электромагнитного клапана 9 через электромагнитное реле 12 с контактами 13. Дозирующий орган 6 кинематически связан с задат чиком 14 расхода топлива, электрически соединенным с электромагнитным реле 12 (фиг. 1).

, Датчик 3 расхода топлива выполнен в виде двух терморезисторов 15 и 16, установленных в корпусе 17 с каналом 18, имеющим последовательно расположенные участки 19 и 20 соответственно с меньшим и большим диаметрами При этом первый терморезистор 15

размещен по оси канала 18 на участке 19, а второй терморезистор 16 - за первым в углублении участка 20. Терморезисторы 15 и 16 присоединеньг соответственно к электродам 21 и 22, закрепленным в пробках 23 и 24, установленных в корпусе 17 (фиг. 2). Задатчик 14 расхода топлива при низком и высоком давлении включает в себя первый 25 и второй 26 перемен ные, параллельно установленные магниторезйсторы, размещенные между полюсами постоянногомагнита 27, и экранирующую прямоугольную рамку 28, составленную из двух одинаковых соеть4кованных П-обраэных половин 29 и 30, выполненных соответственно из ферромагнитного и диамагнитного материалов и расположенных с боковыми зазорами 31 между полючами постоянного магнита 27 и магниторезисторами 25 и 26. Рамка 28 через тягу 32 кинематически связана с дозирующим органом 6 и имеет возможность перемещения в направлении,перпендикулярном магнитным силовым линиям постоянного магнита 27. Ферромагнитная половина 29 рамки 28 служит экраном, перекрьшающим действие магнитных силовых линий постоянного магнита 27 на магниторезисторы-25 и 26, изменяя их сопротивление при перемещении рамки в осевом направлении (фиг. 3).

Элек1рическая схема системы регулирования подачи топлива содержит стабилизированный, источник электропитания 33, включатель 34 и мостовую схему, включающую последовательно соединенные два терморезистора 15 и 16 датчика 3 расхода топлива и. первый переменный магниторезистор 25 с подстроечным переменным резистором причем в диагональ мостовой схемы, связывающую разветвление между терморезисторами 13 и 16 с разветвлениеммежду первым переменным магнитореэистором 25 и подстроечным переменным резистором, подключены контакты 13 электромагнитного реле 12 и последовательно с ними - усилитель 11, а к второй диагонали мостовой схемы присоединен стабилизированный источник электропитания 33. Второй переменный магниторезистор 26 соединен последовательно с тахогенератором 8 и обмоткой электромагнитного реле 12, а выход усилителя 11 - с катушкой 10 электромагнитного клапана 9, связанг ной со стабилизированным источником электропитания 33 (фиг. 4).

Система регулирования подачи топлива в дизель работает следующим образом. К системе регулирования подключа-ется при помощи включателя 34 электропитание. Далее выводят дизель на заданньй рабочий режим, для чего выставляют в определенное положение дозирующий орган 6 (фиг. 1) насоса 5 высокого давления. При этом вместе с дозирующим органом 6 перемещаются тяга 32 (фиг. 3) и рамка 28 задатчика 14 расхода топлива, изменяя сопротивление магниторезисторов 25 и 26, задающих расход топлива, подаваемого соответственно под высоким давлением через форсунки дизеля и под низким давлением с впрыскиванием во всасывающий коллектор дизеля. Включение электромагнитного клапана 9 подачи топлива под низким давлением во всасывающий коллектор дизеля производится в точках 1 - 9 скоростных характеристик (фиг. 5), определяющих момент перехода дизеля с регуляторных участков ( - )

.5 1165 на корректорный участок 1 -9 , Каждому номинальному режиму (точки 1 -9 на фиг. 5) внешней или частичной скоростной характеристики соответствует при данной нагрузке определен- 5 ный расход топлива, регламентируемый положением дозирующего органа 6 насоса высокого давления 5 (фиг. 1).

Топливо при работе дизеля проходит из топливного бака 1 (фиг. 1) О через фильтр 2, датчик 3 расхода топлива, попадает в топливоподкачивающий насос 4 и от него - в насос 5 высокого давления. Сопротивление терморезистора 15 (фиг. 2), расположен- 15 него на участке 19 датчика 3 расхода топлива, изменяется пропорционально скорости протекания топлива, а сопротивление терморезистора 16, установленного в углублении участ- 20 ка 20 с большим диаметром, практически не зависит от скорости потока проходящего топлива, а зависит тодпзко от средней температуры топлива.

Терморезисторы 15 и 16, включен- 5 ные в мостовую схему (фиг. 4) вместе с первым магниторезистором 25 зад,атчика 14 расхода топлива и подстроечным переменным резистором, обеспечивают слежение за расходом топлива 30 в дизеле. При нормативном для данного режима расходе топлива мостовая схема сбалансирована и ток в ее диагонале равен нулю, ток в катушке 10 отсутствует и электромагнитный клапан 9 закрыт, что предотвращает попадание топлива во всасывающий коллектор дизе/1я.

Отклонение расхода топлива от нормы, например, при перегрузке дизеля 40 на номинальном режиме или на режимах корректорного участка скоростной характеристики (фиг. 5 и 4) приводит к соответствующему изменению сопротивления терморезистора 15 и нару- 45 шению баланса мостовой схемы, что вызывает появление тока в катушке 10 и открытие электромагнитного клапана 9.При этом топливо попадает в дизель как под высоким давлением через 50 форсунки,так и под низким давлением с. всасываемым воздухом,в который, оно . впрыскивается электромагнитным клапаном 9. Подача дополнительной, порции топлива с всасываемым воздухом будет 55 продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто равновесное состояние между развиваемой мощностью дизе11

ля и внешней нагрузкой, т.е. пока общий расход и соответствующая скорость протекания топлива в датчике 3 расхода топлива не достигнут значений, обеспечивающих равновесное состояние мостовой схемы и закрытие злектромагнитного клапана 9. При этом дизель работает по новым корректорным участкам скоростной характеристики (участки l-l - 8-8 на фиг. 5), обеспечивая постояг1ство мощности для данного нагрузочного режима.

Вследствие износа плунжерных пар насоса высокого давления, частичного закоксовывания сопловых отверстий в форсунках и других факторов в эксплуатации возникает необходимость увеличения количества топлива, подаваемого с всасываемым воздухом, что достигается путем увеличения частоты и продолжительности открытия электромагнитного клапана 9. Если такая необходимость возникает сразу после начала эксплуатации дизеля, то насос 5 высокого давления регулируют на расход на 2-3% меньший нормативного, а датчик 3 расхода топлив настраивают на нормативный расход.

При отключении включателем 34 электропитания система регулирования подачи топлива работает как обычная с центробежным регулятором, а подача топлива осуществляется только через форсунки в количестве, зависящем от положения дозирующего органа 6 насоса 5 высокого давления. Постоянство мощности при перегрузке дизеля в этом случае не обеспечивается.

Использование предложенной системы регулирования подачи топлива в дизель позволяет существенно повысить эффективность работы дизеля в широком диапазоне эксплуатационных режимов. При добавлении топлива к всасываемому воздуху при сохранении неизменным общего нормативного расхода топлива эффективная мощность дизеля увеличивается до 20% и заметно снижается удельный суммарный расход топлива. Работа по характеристике двигателя постоянной мощности дает возможность преодолевать значительные перегрузки без переключения передачи и снижения скорости транс,портного средства, а также производитьчто, 7, 11658118 разгон без снижения нагрузки, . ет повысить производительность трунапример для трактора, позволя- : да на 10-15%.

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬ с топливовпрыскивающей аппаратурой и впрыскиванием части топлива во всасывающий коллектор при низком давлении, содержащая источник электропитания и электромагнитное реле с контактами и обмоткой, причем топпивовпрыскивающая аппаратура включает топливный бак, насос высокого давления с дозирующим органом, электромагнитный клапан подачи топлива при низком давлении и соединяющие их топливопроводы, а дозирующий орган связан с электромагнитным реле, отличающаяся тем, что, с целью повьшения эффективности, система снабжена тахогенерато- ром, усилителем, датчиком расхода топлива:, размещенным перед насосом высокого давления и выполненным в виде ступенчатого канала с последовательно размещенными участками меньшего и большего диаметров, причем на участке с большим диаметром выполнено углубление двух терморезисторов, первый из которых установлен по оси канала, а второй - за первым в углублении канала, и задатчиком расхода топлива при низком и высоком давлении, включ,чющим соответственно первый и второй переменные магниторезисторы, установленные параллельно и размещенные между полюсами постоянного магнита, и экранирующую прямоугольную рамку, составленную из двух одинаковых состыкованных П-образных половин, выполненных соответственно из ферромагнитного и диамагнитного материалов и расположенных с боковыми зазорами между полюсами постоянного магнита и магниторезисторами, причем рамка кинематически связана с дозирующим органом и имеет возможность перемещения в направлении, перпендикулярном магнитным силовым линиям постоянного магнита, при этом два терморезистора датчика рас(Л CZ хода топлива и первый переменный магниторезистор с подстроечным переменным резистором соединены мелоду собой в упомянутой последовательности в мостовую схему, в диагональ которой, связывающую разветвление между терморезисторами с разветвлением между магниторезистором и подетроечным переменным резистором, подключе-. 05 ны контакты электромагнитного реле и : ел последовательно с ними - усилитель, 00 а к второй диагонали мостовой схемы присоединен источник электропитания, выполненный стабилизированным, второй переменный магниторезистор соединен последовательно с тахогенератором и обмоткой электромагнитного реле, а выход усилителя - с электромагнитным клапаном подачи топлива при низком давлении, связанным с источником электропитания.

Н озорсункам

tilt

10

± 1213

21 21

Фиг.1

22 22

Фи9.г

29

Jf

J/ 26

N

27

30 B

25

Фиг.З