Система питания дизеля Советский патент 1988 года по МПК F02D17/02 

р двухпозиционным клапаном 5. Последний через сливной патрубок подключен k сливно му каналу. Топливный аккуму- |пятор 7 установлен между сливными патрубками и сливным каналом и связан с последним при помощи сливного ТП. Регулятор 8 давления топлива выполнен в виде дросселя и двух управляющих |электромагнитов (ЭМ) 9. Дроссель ус- гановлен в сливном ТП аккумулятора. Электромагнитный преобразователь 13 )сода рейки 11, служащей для подключения к регулятору 12. частоты вращения дизеля, включен в. цепь питания управляющих ЭМ клапанов 5 и дросселя. Катушки управляющих JK 15 и электромагнитного преобразователя 13 выполнены с разным числом витков. Отключение одной, двух и т.д. секций насоса позволяет все более увеличивать начальное давление, а значит, все более увеличивать корректирующее действие системы. В конечном итоге появляется возможность отказа от применения все- режимного регулятора и замены его двухрежимным при высокой устойчивости равновесных и переходных режимов. 7 ил.

Изобретение относится к области автоматического регулирования двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение стабильности топливоподачи. Каждая секция топливного насоса 1 через нагнетательный клапан и нагнетательный трубопровод (ТИ) 2 связана с одной из форсунок 3 закрытого типа и каждый ТП 2 связан

1

Изобретение относится -к автомати- . ческому регулированию двигателей пнутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение ус- гойчивости работы дизеля.

На фиг.1 представлена общая схема с;истемы; на фиг.2 - двухпозиционный клапан, вариант выполнения; на фиг.З - график взаимозависимости по- ложения рейки hp (или величины цикловой подачи топлива gy) и напряженияU на выходе преобразователя хода рейки; на фиг.4 - график связи напряжения U ца выходе преобразователя хода рейки d величиной С жесткости пружины регу- jJHTopa давления топлива; на фиг.5 - зависимость для штатного дизеля момен lia MO дизеля или цикловой подачи g dT частоты п (М - характеристика noT ребителя; точки A,B ,C,D - отдельные установивщиеся режимы, причем А и В - устойчивое равновесие, С и D - неустойчивое) ; на фиг. 6 - зависимость (для дизеля с отключением цилиндров) Мр, М„ и gu от п (точка С - неустой- вое равновесие); на фиг.7 - зависимость (для дизеля с данной системой гЖтания) Mg.,M,g.: от п (точки А,В,С, D - устойчивое равновесие, на всех фигурах hp - положение рейки дизеля).

I

Система содержит многосекционньй

топливный насос 1 высокого давления с нагнетательным клапаном с разгрузоч HfciM (отсасывающим) пояском (не пока- .зан). Нагнетательные трубопроводы 2

связывают насос 1 с форсунками 3 закрытого типа. Линии 4 связи соединяют трубопроводы 2 с двухпозиционными клапанами 5, которые сливными линиями 6 соединены с топливным аккумулятором 7, снабженным регулятором 8 давления топлива, нагруженным как пр ужиной, так и электромагнитными силами злектг ромагнита 9. Линия 10 служит для слива редуцированного топлива. Рейка 11 связана как с насосом 1, так и с регулятором 12 частоты вращения. Один из концов рейки 11 связан с преобразователем 13, выполненным в виде, например, потенциометра, конденсатора и другого элемента, изменяющего на выходе напряжение U в зависимости от хода hp рейки 11 (фиг.З). Линии 14 связывают преобразователь 13 с обмотками электромагнитов 9 и 15. Узел двухпозиционного клапана 5 (фиг. 2) содержит обратньй клапан 16, пружину 17, направляющую 18 клапана 16, магнитную пластину 19, взаимодействующую с магнитным полем электромагнита 15. Катушки электромагнитов 15 разных клапанов выполнены с разным числом витков, так что при напряжении U может сработать лишь один из двух г. позиционных клапанов 5, при напряжении Ug - уже два клапана 5; U - три и т.д. (в соответствии с числом цилиндров двигателя). Электромагнит 9 регулятора 8 выполнен так, что увеличение напряжения U приводит к росту давле- ния в аккумуляторе 7, необходимого

для открытия клапана регулятора 8.

При работе системы насос 1 обычным порядком нагнетает топливо через нагнетательный трубопровод 2 к форсункам 3. Величина подачи поддерживается регулятором 12 частоты вращения с помощью рейки 11, При отсечке подачи, когда нагнетательный клапан (не показан) в насосе 1 своим разгрузочным пояском формирует в нагнетательном трубопроводе 2 волну разрежения, последняя открывает обратный клапан 16 двух- позиционного клапана 5, преодолевая затяг пружины 17, и топливо из аккумулятора 7 по линии 6 поступает по линии 4 свя зи в нагнетательный трубопровод 2, где благодаря этому создается повышенное начальное давление, обеспечивающее интенсификацию впрыска, повышение степени коррекции насоса, т.е. увеличение цикловой по;;ачи с понижением частоты вращения. i

При этом величина создаваемого начального давления определяется давлением в аккумуляторе 7, а последнее при работе всех секций насоса равно атмосфер- ному (или давлению подкачки,если аккумулятор связан с линией всасывания насоса 1 или среднему давлению отсечки, если он включен параллельно линии отсечки насоса 1). При снижении внешней нагрузки происходит увеличение частоты вращения вала дизеля и регулятор 12 обьиным порядком смещает рейку 11 в сторону уменьшения подачи топлива для восстановления частоты вращения. Смещение рейки 11 приводит к появлению напряжения, например, U, на выхо- рд клапана 3 подается более высокое де преобразователя 1.3, которое по ли- напряжение U , благодаря чему давлениям 14 поступает на катушки электромагнитов 9 и 15. При этом электромагнит 9 создает определенное усилие затяга редукционного -клапана регулятора 8, а катушки электромагнита 15 создают магнитное поле, стремящееся притянуть пластину 19 (фиг.2) и, преодолевая затяг пружины 17, открыть

.ние в аккумуляторе 7 повышается, а значит в трубопроводах 2 работающих секций насоса 1 будет создаваться 45 повышенное начальное давление. У

штатного насоса уменьшение подач (перемещение рейки от в сторону меньших подач) приводит к тому, что частичные характеристики протекают

обратный клапан 16. Причем при нап- с отрицательным эффектом коррекции

ряжении U( лишь у одного двухрежимно- го клапана 5 (например, крайнего правого на фиг.1) усилие электромагнита

15превьшзает усилие пружины 17. Открытие клапана 16 произойдет

тогда, когда благодаря отсечке подачи в нагнетательном трубопроводе 2 возникнет волна разрежения. Клапан

16открывается и находится в открытом

55

(ёц/8и,ио становится меньше единицы режимы работы двигателя с потребите лем (фиг.5) становятся неустойчивым (например, точка D).

Простое отключение одной, двух и т.д. секций приводит к росту степе коррекции частичных характеристик (секции насоса работают вблизи полн подач) (фиг.ь). Это увеличивает усположении до тех пор, пока sJ eKTpoMar- нит 15 будет запитан напряжением. Значит в очередных циклах нагнетания топлива насосом 1 топливо не будет впрыскиваться форсункой 3, а будет через линию 4, каналы клапана .J6 и линию 6 поступать в аккумулятор 7 и повышать в нем давление до уровня,

определяемого затягом редукционного клапана 8. Другие секции системы при этом продолжают работать обычным порядком, т.е. у них при отсечке и формировании волны разрежения в трубопроводе 2 клапан 16 открывается и топливо из аккумулятора 7, поступает в трубопровод 2, создавая в нем повышенное начальное давление. При увеличении давления в трубопроводе 2 у лиНИИ 4 связи (подход волны давления,, начало нагнетания плунжером насоса 1) клапан 16 под действием пружины 17 закрывается и при нагнетательном ходе происходит впрыск топлива форсункой

3, причем впрыск происходит при новом,

повьшенном начальном давлении, благо-

даря которому происходит увеличение

интенсивности впрыскивания топлива,

рост цикловых подач с падением частоты вращения (корректирующее действие начального давления).

При дальнейшем снижении нагрузки на катушках электромагнитов 9 и 15 появляется потенциал U , благодаря которому происходит отключение подачи топлива уже двумя форсунками 3 соответственно, две секции насоса 1 нагнетают топливо в аккумулятор 7, на обмотку электромагнита 9 редукционно.ние в аккумуляторе 7 повышается, а значит в трубопроводах 2 работающих секций насоса 1 будет создаваться 45 повышенное начальное давление. У

штатного насоса уменьшение подач (перемещение рейки от в сторону меньших подач) приводит к тому, что частичные характеристики протекают

с отрицательным эффектом коррекции

55

(ёц/8и,ио становится меньше единицы), режимы работы двигателя с потребителем (фиг.5) становятся неустойчивыми (например, точка D).

Простое отключение одной, двух и т.д. секций приводит к росту степени коррекции частичных характеристик (секции насоса работают вблизи полных подач) (фиг.ь). Это увеличивает ус|тойчивость режимов, позволяет уменьшить диапазон регулирования подач (ранее было 8ц(0, 1-1,1) Ви,.„ом теперь для 4-плунжерного насоса (0,75- I) 8ii,.H()i) уменьшается потребное перестановочное усилие регулятора, снижается отрицательное влияние тех- |нологических допусков на изготовление Iаппаратуры и регулятора.

I Указанные эффекты еще более увели- 1чиваются в предлагаемой системе :(фиг.7), когда отключение одной, двух |и т.д. секций насоса позволяет все более увеличивать начальное давление, а з.начит все более увеличивать корректирующее действие системы.В конечном итоге появляется возможность отказа от применения всережимного регулятора и

замены его двухрежимным при высокой ус- 2о двухпозиционным клапаном, а последний тойчивости равновесных и переходных режимов.

Использование системы питания поз- (волит:25

j повысить устойчивость равновесных и переходных режимов, стабильность, интенсивность подач топлива при сни- кении нагрузки за счет увеличения начального давления со снижением наг- ЗО рузки;

уменьшить затраты энергии на привод регулятором рейки, а следовательно, уменьшить инерционность регуля- fropa, повысить его быстродействие;

5 еньшить затраты энергии на о,тк- Ц)чение цилиндров, а следовательно, овысить механический КПД дизеля на Частичных нагрузках;

упростить перерегулировки двигате- до

на разные степени коррекции, раз- Вое протекание скоростных характерис35

.ft,

U

через сливной- патрубок подключен к сливному каналу, отлич ающа- я с я тем, что, с целью повышения стабильности;,топливоподачи, система дополнительно снабжена топливным аккумулятором, регулятором давления топлива и электромагнитным преобразователем хода рейки, причем топливньш аккумулятор установлен между сливными патрубками и сливным каналом и связан с последним при помощи сливного трубопровода, регулятор давления топлива выполнен в виде дросселя и двух управляющих электромагнитов, дроссель установлен в сливном трубопроводе топливного аккумулятора, преобразователь хода рейки включен в цепь питания управляющих электромагнитов двухпозици- онных клапанов и дросселя, а катушки управляющих электромагнитов и электр ромагнитного преобразователя выполнены с разным числом витков.

тик, в том числе по экономичности, путем измеяения характеристик обмоток редукционного клапана 8.

Формула изобретения

Система питания дизеля, содержащая многосекционный топливный насос высокого давления с рейкой для подключения к регулятору частоты вращения дизеля, -двухпозиционные клапаны по числу секций топливного насоса с управляющими электромагнитами, причем каждая секция топливного насоса через нагнетательный клапан и нагнетательный трубопровод связана с одной из форсунок закрытого типа и каждый нагнетательный трубопровод связан с

двухпозиционным клапаном, а последний

через сливной- патрубок подключен к сливному каналу, отлич ающа- я с я тем, что, с целью повышения стабильности;,топливоподачи, система дополнительно снабжена топливным аккумулятором, регулятором давления топлива и электромагнитным преобразователем хода рейки, причем топливньш аккумулятор установлен между сливными патрубками и сливным каналом и связан с последним при помощи сливного трубопровода, регулятор давления топлива выполнен в виде дросселя и двух управляющих электромагнитов, дроссель установлен в сливном трубопроводе топливного аккумулятора, преобразователь хода рейки включен в цепь питания управляющих электромагнитов двухпозици- онных клапанов и дросселя, а катушки управляющих электромагнитов и электр ромагнитного преобразователя выполнены с разным числом витков.

77

75

hp

ч

flp

flj

Ur и, If, аг. J

«

n

min

и

Ь (fie

p -50%

и

С Л/,Л%

/7

te.5

tip-75% --

fu8.6

n

HOH

f

)

.

H,

X

П

hp 25 /,npu отктченаи подача, но без аккдпулятора 7.

(piiz. 7

Пп

x.

Пп

n

n

Hon