Вязкостный корректор подачи топлива для дизилей с наддувом Советский патент 1987 года по МПК F02M43/00 

Изобретение отьгосится к устройствам для подачи топлива для дизельных двигателей с турбонаддувом, работающих на двух или более видах топлива, и, в частности, к автоматическим уст- ройствам изменения цикловой подачи топлива в зависимости от вязкости и давления наддува.

Целью изобретения является повышение топливной экономичности на пе- реходных режимах работы дизеля.

На фиг. 1 представлена приндипи- альная схема вязкостного корректора на фиг, 2 - гидравлическая характеристика корректора. .

Вязкостный корректор подачи топлива содержит линейный дроссель 1, мембранный пневматический датчик 2 давления наддува, мембрана которого посредством штока 3 соединена с зо- лотником 4, перемещающимся во втулке 5, в которой выполнено дроссельное отверстие а . Втулка 5 с золотником 4 представляет собой квадратичный дроссель переменного сечения. Выход линейного дросселя 1 гидравлически соединен с дроссельным отверстием а квадратичного дросселя переменного сечения. К магистрали, соединяющей выход линейного дросселя 1 и отвер- стие а, подсоединены рабочая камера 6 преобразователя 7 и переливной клапан 8. Поршень 9 преобразователя 7 снабжен штоком 0 с расположенным на его конце упором 11, взаимодействую- щрш с рычагом 12 управления, который в свою очередь, кинематически связан с органом 13 топливоподачи (рейкой). Выход переливного клапана 8, представляющий собой дроссельное отвер- стие S, соединен с входом дозатора

14,представляющим собой дроссельное отверстие о, вьтолненное в поршне

15.Выход дозатора 14 также представляет собой дроссельное отверстие г, соединенное со сливной полостью 16

Корректор работает следующим образом.

После запуска двигателя и выхода на режим холостого хода топливо из системы питания под давлением поступает через линейный дроссель 1 в камеру 6 преобразователя 7 и к дроссельному отверстию а. Давление наддува на этом режиме близко к атмос- ферному, и мембрана датчика 2 под действием пружины удерживает связанный с ней золотник 4 в верхнем (по схеме) положении, при котором проходное сечение дроссельного отверстия а полностью открыто. При этом давление в камере 6 преобразователя 7, а следовательно, и положение портня 9, связанного с упором 11, определяется пропускной способностью линейного дросселя 1 (вязкостью топлива). В случае применения вязкого топлива давление в камере преобразователя 7 минимально,и пружина смещает поршень 9 с упором 1I в положение максимального ограничения цикловой подачи (правое по схеме). При работе на мало- вязком топливе давление в камере 6 преобразователя 7 увеличивается (так как уменьшается гидравлическое сопротивление линейного дросселя)и упор 1 смещается в сторону увеличения (влево) цикловой подачи и, тем са- -/ мым, автоматически компенсирует умень игение подачи топлива, обеспечивая постоянное (требуемое) значение ограничения мощности при отсутствии давления наддува.

При переходе с режима холостого хода на номинальный, режим двигатель не сразу выходит на номинальные обороты, а с некоторым запаздыванием, которое зависит от степени нарастания давления наддува, создаваемого турбокомпрессором, и увеличения давления топлива в камере преобразователя, управляемого положением рейки 13. Так, по мере увеличения давления наддува мембрана датчика 2 прогибается и перемещает золотник в сторону уменьшения проходного сечения дроссельного отверстия &, и давление топлива в камере 6 преобразователя 7 увеличивается, поршень 9 с упором 1 смеп;аются влево, давая возможность рейке 13 перемещаться в сторону увеличения цикловой подачи. При возрастании давления наддува до заданного значения проходное сечение дросселя а- полностью перекрывается, и рейка 13 занимает положение, соответствующее номинальной цикловой подаче топлива.

После перекрытия дроссельного отверстия сг вступает в работу золотник переливного клапана, который под воздействием давления перемещается влево, открьшает проходное сечение дроссельного отверстия &, и топливо поступает через дроссельное отверстие 6 к дроссельному отверстию и далее в полость 16 слива.

Анализ работы корректора удобно проводить с точки Е, которой соответ ствует режим его работы на топливе

макс

при давлении наддува, равном

При уменьшении вязкости топлива пропускная способность линейного дросселя 1 возрастает, и давление в камере 6 преобразователя 7 увеличивается.2

При минимальной вязкости топлива давление в камере 6 преобразователя 7 достигает максимального значения, а поршень 9 с упором I1 смещаются в крайнее левое (по схеме) положение, fo давая возможность рейке переместиться в положение максимальной объемной цикловой подачи.

Гидравлическая характеристика вяз кости корректора (фиг,2),построенная J5 (по схеме) положение и, тем самым, в координатах расход топлива ограничивает цикловую подачу (обыч- (Q) - перепад давления топлива на но на 30-40% от номинальной цикловой

нулю, т.е. когда проходное сечение дроссельного отверстия а полностью открыто. В этом случае большая часть перепада давления рабатьгоает- ся на линейном дросселе (отрезок Ое) в камере преобразователя устанавливается минимальное давление Р, недостаточное для преодоления начальной затяжки пружины поршня 9 (фиг.1) упор I1 занимает крайнее правое

дросселях (&Р„), иллюстрирует, работу корректора при различных значениях давления наддува, и вязкости топлива.

Гидравлическая характеристика корректора состоит из гидравлических характеристик его основных элементов. Так, гидравлические характеристики линейного дросселя при протекании через него топлив с различной вязкостью представляют собой пучок кривых ОЕ, OL и ОК, из которых кривая ОЕ соответствует работе дросселя на топливе с максимальной вязкостью (лиацс кривая ОК - с минимальной вязкостью (-)j|,MH )

Отрезок ОМ на оси абсцисс соответствует перепаду давления, срабатываемому на дросселях корректора, величина которого во время работы поддерживается постоянной.

Кривая МК является гидравлической характеристикой квадратичного дросселя при максимальном проходном сечении отверстия а, что соответствует давлению наддува, равном нулю.

Точки, Е, L и К пересечения кривых ОЕ, OL и ОК с кривой МК являются точками совместных режимов рабо- ты линейного и квадратичного дросселей, проекции которых на ось абсцисс (точки е, 1 и k) делят отрезок ОМ на части, пропорциональные перепадам давления, срабатываемым на линейном (Ое, 01 и Ok) и квадратичном (еМ, 1М и kM) дросселях, и определяют величину давления в камере преобразователя Pg , Р| и Р,., а следовательно, и перемещения органа топли- воподачи Alp, значения которых отложены на оси О &1п, проведенной параллельно оси абсцисс (i-lg jfilg H А1к).

20

30

35

подачи).

При отсутствии давления наддува и изменении вязкости топлива кривая ОЕ изменяет свое положение, и точка Е совмещается с точкой К, которой соответствует большее давление в камере преобразовате- 25 ля (), а следовательно, и новое положение упора рейки (д1), соответствующее большей цикловой подаче, что автоматически компенсирует снижение топливоподачи при работе на маловязких топливах и обеспечивает постоянство -заданного ограничения подачи топлива при .-отсутствии давления наддува (30-40% от номинального значения).

При работе дизеля на топливе с макс увеличении давления наддува площадь проходного сечения дросселя а уменьшается и кривая МК занимает некоторое новое положение МК . а точка Е перемещается в точку Е , которой соответствует давление в камере преобразователя Pg, Pg и боль- щее перемещение упора рейки ulg .

При дальнейшем повышении давления наддува точка Е перемещается по кривой ОЕ к точке Е, которой соответствует давление, равное давлению открытия переливного клапана Р„. При достижении давления наддува,равном давлению перекрытия проходного сечения дросселя а, точка Е перемещается в точку D, которой соответствует положение упора рейки, обеспечивающее номинальную цикловую подачу при работе дизеля на топливе с максимальной вязкостью.

При уменьшении вязкости топлива гидравлическое сопротивление линейного дросселя уменьшается, и давле40

45

50

5512883334

Анализ работы корректора удобно проводить с точки Е, которой соответствует режим его работы на топливе

2

макс

при давлении наддува, равном

нулю, т.е. когда проходное сечение дроссельного отверстия а полностью открыто. В этом случае большая часть перепада давления рабатьгоает- ся на линейном дросселе (отрезок Ое), в камере преобразователя устанавливается минимальное давление Р, недостаточное для преодоления начальной затяжки пружины поршня 9 (фиг.1), упор I1 занимает крайнее правое

0

0

5

подачи).

При отсутствии давления наддува и изменении вязкости топлива кривая ОЕ изменяет свое положение, и точка Е совмещается с точкой К, которой соответствует большее давление в камере преобразовате- 5 ля (), а следовательно, и новое положение упора рейки (д1), соответствующее большей цикловой подаче, что автоматически компенсирует снижение топливоподачи при работе на маловязких топливах и обеспечивает постоянство -заданного ограничения подачи топлива при .-отсутствии давления наддува (30-40% от номинального значения).

При работе дизеля на топливе с макс увеличении давления наддува площадь проходного сечения дросселя а уменьшается и кривая МК занимает некоторое новое положение МК . а точка Е перемещается в точку Е , которой соответствует давление в камере преобразователя Pg, Pg и боль- щее перемещение упора рейки ulg .

При дальнейшем повышении давления наддува точка Е перемещается по кривой ОЕ к точке Е, которой соответствует давление, равное давлению открытия переливного клапана Р„. При достижении давления наддува,равном давлению перекрытия проходного сечения дросселя а, точка Е перемещается в точку D, которой соответствует положение упора рейки, обеспечивающее номинальную цикловую подачу при работе дизеля на топливе с максимальной вязкостью.

При уменьшении вязкости топлива гидравлическое сопротивление линейного дросселя уменьшается, и давле0

5

0

5ние в камере преобразователя увеличивается, что соответствует переходу точки D по кривой DB в точку В. Этот участок характеристики обеспечивается соответствующим выбором про ходных сечеций дросселей S Ь i, и конструктивными параметрами пружин переливного клапана и дозатора.

При дальнейшем снижении вязкости топлива до значения , точка В перемещается в точку А. Участок ВА обеспечивается дозатором, который работает в режиме клапана постоянного расхода, а точке А соответствует максимальное давление в камере преобразователя Р и максимальное

п

перемещение упора рейки й1я.

При работе дизеля на топливе с миьшмальной вязкостью и снижении давления наддува До нуля, точка А перемещается по кривой ОК в точку К что сопровождается падением давления, в камере преобразователя со значения Рд до Рц (увеличивается площадь проходного сечения дросселя of) и перемещением упора в сторону уменьшения цикловой подачи из положения .Д1й в Д1,

Таким образом, любым значениям , вязкости топлива {от -до/5„о,(-,) и давления наддува (от нуля до номинального значения) соответствует точка на плоскости, ограниченной контуром ABDELK, с определенным значением давления в камере преобразователя и соответствующим ему положением органа 13 топливоподачи.

Использование предлагаемого вязкостного корректора позволяет осуществлять коррекцию цикловой подачи топлива одновременно по давлению наддува и по вязкости топлива, что исключает чрезмерное обогащение горючей смеси, снижает тештонапряжен- ность дизеля, повьшает его экономичность и уменьшает дымность отработавших газов.

Формула изобретения

Вязкостный корректор подачи топлива для дизелей с наддувом, содержащий линейный дроссель, преобразователь, квадратичньй дроссель в виде втулки с перемещающимся с ней золотником, дозатор с дросселем переменного сечения и полость слива, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения топливной экономичности при работе дизеля на переходных режимах, вязкостный корректор дополнительно снабжен мембранным датчиком давления наддува, мембрана кото- рого связана; посредством тяги с зо- лотни ком квадратичного дросселя,и переливным клапаном, при этом дросселирзпощее отверстие квадратичного дросселя непосредственно соединено с выходом линейного дросселя, а к магистрали, соединяющей эти элементы, одновременно подключены входы преобразователя и переливного

клапана, причем выход последнего сое динен с входом дозатора.

Рг

ff

(i,

fWfTC

f n.K PI P

j

e МАРчэ

&IA

I I

.

utf( Mf-ulj Alf

Изобретение относится к устройствам для подачи топлива для дизельных двигателей с турбонаддувом, работающих на двух или более видах топлива. Целью изобретения является повышение топливной экономичности на переходных режимах работы дизеля путем автоматического перемещения упора регулирующего органа насоса высокого давления в зависимости от вязкости топлива и давления наддува. Положение упора определяешься давлением топлива в камере преобразователя, связанной с линейным дросселем, дросселем переменного сечения и дозатором. Гидравлическое сопротивление линейного дросселя определяется вязкостью топлива, а площадь дросселя переменного сечения, связанного с чувствительным элементом датчика наддува - давлением наддува. При изменении вязкости топлива и давления наддува давление топлива в камере преобразователя меняется и упор занимает соответствующее положение, 2 ил. с (Л Ю 00 00 со 00 со