Система питания многотопливного двигателя Советский патент 1988 года по МПК F02M37/00 

f2

I I

4j

I

тч70

(Л

с

со ел ел

Изобретение относится к двигате- лестроению и позволяет улучшить пусковые свойства горячего двигателя и повысить надежность его работы на легких топливах. Топливные баки 1 и 2, имекщие на выходе соответственно

фиг.

14

противопрокачиваищий насос (Н) 3 с электрическим приводом и топливопро- качивакщий Н 13 с ручным приводом, через магистрали, объединенные тройником, подключены к последовательно установленным топливному 4 1льтру 4 ; грубой очистки, трпливопрокачиваище- му поршневому Н 5 и фильтру 7 тонкой очистки,- сообщенному с топливным Н 9 высокого давления. Параллельно Н 5 установлен тошшвный аккумулятор 6, разделенный на входную и выходную ка- I меры подпружиненной перегородкой - 1 мембраной, в которой установлен подпружиненный пластинчатый клапан про1

Изобретение относится к двигателе- строеиию и может использова:ться в топливной системе двигателя.

Цель изобретения - улучшение пусковых свойств горячего двигателя и повышение надежности его работы на легких топливах.

На фиг,1 приведена принципиальная схема системы питания многотопливно- го двигателя; на фиг,2 - конструктивная схема топливного аккумулятора.

Система питания (фиг.1| содержит основной 1 и дополнительный 2 топливные баки, топливопрокачивакщий насшс 3 с электрическим приводом, топливный 4н1пьтр А предварительной очистки топлива, топливоподкачивающий порщне- вой насос (ТПН) 5, топливный аккумулятор 6 с мембрашшм демпфером, кон- фузором и клапаном прокачки фильтра 7 тонкой о чисткя топлива с дросселем 8, топливный насос высокого давления (ТНВД) 9, перепускной клапан 10 с дросселем 1, кран переключения топ- ливкызс баков 1.2, ручной тошшвопрока- чивающий насос 13 и соединительные трубопрово/:рл.

Тошшвный аккумулятор 6 (фиг.2) имеет корпус 14, выполненный из двух половинок, мелоду которыми установлена подпружиненная упругая мембрана 15,-делящая внутреннее пространство аккумулятора на две Kafsepu: входную камеру А, соединенную с линией нагне- тания ТПН 5, и входную камеру Б, вклюкачки. Конфузор размещен в входной камере, связанной с входом Н 5, пружина размещена в выходной камере, связанной с выходом Н 5. Такое выполнение обеспечивает принуда1тельное вытеснение топлива в запорную полость Н 5 за счет преобразования в конфузо- ре волны давления топлива в аккумуляторе в скоростной напор тошшва в линии всасывания, что существенно снижает гидравлические потери на разгон жидкости в начальный момент всасывания и тем сак)ым повышает наполнение Н 5 на высоких частотах вращения вала двигателя. 2 ил.

ченную последовательно в линию всасывания ТПН: 5. В центре мембраны 15 установлено седло клапана 16 гфокачки, жестко связанное с последней. Мембрана 15 снабжена пружиной 17, размещенной в камере Б и опирающейся одним концом на корпус 14, а другим - на специальную тарелку 18, выполненную за одно целое с седлом клапана 16 прокачки,

В середине седла клапана 16 прокачки размещается направлягаций стержень 19, выполненный за одно целое с упором 20.

Между седлом клапана 16 прокачки и упором 20 расположен пластинчатьй запорный элемент 21 клапана прокачки нагруженный пружиной 22. В камере Б внутри пружины 17 размещается конфу- зор 23, выходное отверстие которого соединено с впускным каналом ТПН 5. Ь камере А размещен упор 24 ограничения хода мембраны 15 внутри которого выполнен канал 25 и отверстия 26 для соединения камеры А с линией нагнетания ТПН,

Система питания работает следующим образом.

При прокачке системы питания перед пуском двигателя в зависимости от положения крана 12 (фиг.1) топливо из основного топливного бака 1 подается с помощью топливопрокачивакяце- го насоса с электрическим приводом 3, или из дополнительного топливного

бака 2 - ручным топливопрокачивающнм насосом 13 через фильтр 4 предварительной очистки топлива в камеру Б топливного аккумулятора 6. Под действием давления топлива, создаваемого топливопрокачивающим насосом 3 (или 13), открывается запорный элемент 21 клапана 16 прокачки (фиг.2) и топливо поступает в. камеру А топливного аккумулятора 6, которая связана с линией нагнетания тошшвопрокачивающе- го насоса 5.

По мере поступления жидкого топлива в линию нагнетания ТИН 5 воздух и паровая фаза топлива вытесняются из нее в топливный бак 1 ( или 2 ) по сливной магистрали, через дроссель 8, установленный на фильтре 7 тонкой очистки топлива, и дроссель 11, вы- полненный в запорном элементе перепускного клапана 10. По заполнении линии низкого давления системы пита- .ния двигателя топливом в линии нагнетания ТПН 5 и в каналах ТНВД 9 созда- ется давление, соответствующее характеристике топливопрокачивающего насоса 3 с учетом расхода топлива через дроссели 8 и 11 и гидравлического сопротивления запорного злемен- та 21.

При работе двигателя на легком топливе топливопрокачивающий насос 3 включен, клапан прокачки 16 закрыт. Топливо, под давлением, развиваемым топливопрокачиваюпщм насосом 3, поступает в камеру Б топливного аккумулятора 6 и далее - к поршневому ТПН 5, после него под повышенным давлением в камере А топливного аккумулято- ра и через фильтр 7 тонкой очистки - в каналы ТНЬД 9. Излишки топлива с попавшим воздухом и парами топлива через дроссель 8 и перепускной клапан 0 сливаются в топливный бак 1.

В связи с тем, что подача топлива поршневым насосом 5 одностороннего действия осуществляется циклически, т.е. толькЬ одну половину поворота вала ТНВД, а другую - всасывание, это приводит к колебаниям давления топлива в линиях всасывания и нагне- танин, которое изменяется также циклически от максимального до минимального.

На такте нагнетания в линии нагнетания ТПН 5 и в камере А топливного аккумулятора 6 давление топлива повышается до максимального и, преодолевая силу пружины 17, прогибает мембрану 15 в сторону камеры Б, демпфируя волну давления от нагнетания. Объем полости топливного аккумулятора увеличивается и часть топлива, подаваемого ТПН 5, поступает в камеру А топливного аккумулятора 6. В этот момент на топливо, находящееся в камере Б аккумулятора 6, действует толкающая сила, вызванная движением мембраны 15 под действием волны давления в камере А топливного аккумулятора 6.

Топливо из камеры Б вытесняется в конфузор 23, в узкой части которого в этот момент давление топлива из-за увеличения запоршневого объема вследствие перемещения поршня падает. Принудительное вытеснение топлива в запорную полость насоса за счет преобразования в конфузоре 23 волны давления топлива в топливном аккумуляторе 6 в скоростной напор топлива в линии всасьшания, обеспечивает существенное снижение гидравлических потерь на разгон жидкости в начальный момент всасы вания и тем самым повьшает наполнение насоса на высоких частотах вращения вала двигателя.

Остальная часть топлива, нагнетаемого ТПН 5, поступает в линию нагнетания на наполнение секций, у которых по порядку работы в этот период процесс всасывания. Излишки его сливаются через дроссели 8 и 10, при давлении топлива в каналах топливного насоса высокого давления ниже открытия перепускного клапана 10, или через дроссель 8 и перепускной клапан 10, когда давление топлива в каналах ТНВД выше давления открытия перепускного клапана 10.

На такте всасыва1шя ТПН 5 топливо в линии нагнетания не подается, а расход его секциями продолжает быть таким же. По мере расходования топлива из линии нагнетания давление топлива в каналах ТНВД снижается, перепускной клапан 10 закрывается. Снижается давление и в камере 7 топпив- ного аккумулятора 6. Сила пружины 17 становится больше силы, действующей на мембрану 15 со стороны давления топлива, и мембрана 15 постепенно, по мере снижения давления в камере А, перемещается в сторону камеры А, уменьшая ее объем и вытесняя из нее топливо в линию нагнетания, обеспечи51437557

наполнение второй половины сектд п ни л т н

ций,

в линии всасызания ТЛИ 5 ) на такте всасьшания топливо из за- лоршневой полости насоса вытесняется поршнем и перетекает в рабочую полость насоса. Изменения рабочей и запоршневой полостей касоса отличают,- ся незначительное . на величину

(. fiX) , То6. на изменение объема приводного йтока. Сле.в.ова г епьно,, ДЕИж-ущемусн в лшнии EeacHBEiiHH то;пли- ву свободных об ьемов в насосе нет и оно должно резко останав.п иваться. При этом дии ; шчес;«ая составляющая движущегося потока тоатшва в начапь- Hijii момент такта всасывания ТПН 5-

создает в пииш всасызанггя аолну дав- 20 ответству йдее характеристике насоса

леннЯз которая;, встречаясь с; упругой к-ембраной 15s гасится в камере Б то.п- JHiBKora аккумулятора 6.

Далее,, по - мере расходования тогшива из камеры А топлявного аккумуяято- 25 9 высокого давления и обеспечивает

ра б 9 мембрана 13 иод действием пру- лины 7 прагибаетсй объем камеры В ТОПЛИВНОГО аккуг-гулятора ув€-..ш1чкза&7- СЕ / ТоплиВчО в ЛИНИЙ всасыкакня про- должает дв Шйг-ше запогшяя освобож- даемьй намбрж- эй 15 объем S

Таким. oSpasoMj s шеш-зч; всасыаани5 ТгШ 5 TonjiHBo движется нз, дйкличес:хи, а костоянко: на такте, нагнетания за- nojiHHe-i- запоршневу е полсстьв на так- . те всасывагшя - камерь Е тоштавного акку 4улй гора 6. Это снижает макси- мгльнуш скорос я ь т-ечеш я: топлива в 1шнш-. всасывания S способствует улуч- шанкю наполнения насоса.

При работе двигателя з ргжиме холостого хода на г-данймаг.1ьной частоте эраще яия, а тагже при пере оночегши передач дазлание тогшиг а в кана;1ах ТНБД к в камере А топливного аккумулятора 6 станосится давленнЕ в камере Б аккумулятора б., особенно з моменты, когда в 5 ь.дет процесс всасывания. Тогда под Дч,:йствием пере па,ца давления между .камерai -5 А и Б аккумулятора 6 открывается клапг 1,16 прокачки и в камеру А т каналы ТНВД 9 поступает топливо, мш уя ТИН 5 Да1зление топлива в этом спуч а& в канал ах ТНБД -9 нз снижается ктзие давления развиваемого тошшзопрокачй-- насосом 3, обеспечивая недгж- , ную работу ДЕиг аТ Эля -на резкимах.

35

над ежный пуск горячего двигателя на легком топливе.

При работе двигателя на дизельно тошшве топливопрокачивакаций насос

30 выключен. Топливо в линию низкого давления из основного тошшвного ба ка I (фиг.I) засасывается поршневым ТПН через топливопрокачивакяций насо . 3, фильтр предварительной очистки топлива, камеру Б топливного аккумулятора 6 и нагнетается под давлен ем в камеру А аккумулятора 6, через 481иьтр 7 тонкой очистки топлива в k налы ТНВД 9 Излишки топлива с попа

40 шим воздухом сливаются через дроссе 8 и перепускной клапан 10 в топливн бак I.

Нежелательные явления: резкие по вышения давления в линии нагнетания

lg и разрежения з линии всасывания, св занные с ЦИКЛИЧНОСТЬЮ работы поршне вого ТПН 5, в этом сщ чае, как и пр работе системы питания на легком то ливе, локализуются топливным аккуму

сп лятором 6. В остальном линия низког давления системы питания многотошш ного двигателя на дизельном топливе работает также, как и на легком топ ливе

Наличие клапана 16 прокачки в мембране 15 тошшвного аккумулятора б обеспечивае т надежную работу дизе ля на дизельном топливе даже при не исправном ТПН 5, но включенном тош

55

6

При выключении двигателя давление топлива в каналах ТНВД 9 снижается до давления окружающей среды за счет перепуска топлива из линии нагнетания через дроссели 8 и 11, установленные на фильтре 7 тонкой очистки топлива и в запорном органе перепускного клапана 10. При этом пружина 17

прогибает мембрану 15 до упора в ограничитель хода мембраны 24 и вся система находится в исходном состоянии. Если при выключении или самовыключении двигателя при использовании

легкого топлива топливопрокачивакяций насос 3 не был выключен, то в топливном аккумуляторе 6 открывается клапан 16 прокачки и в каналах ТНВД 9 поддерживается давление топлива, со3 с учетом расзсода легкого топлива через дроссели 8 и 11. Указанное давление препятствует вскипанию легкого топлива в каналах топливного насоса

над ежный пуск горячего двигателя на легком топливе.

При работе двигателя на дизельном тошшве топливопрокачивакаций насос 3

выключен. Топливо в линию низкого давления из основного тошшвного бака I (фиг.I) засасывается поршневым ТПН через топливопрокачивакяций насос 3, фильтр предварительной очистки топлива, камеру Б топливного аккумулятора 6 и нагнетается под давлением в камеру А аккумулятора 6, через 481иьтр 7 тонкой очистки топлива в ka- налы ТНВД 9 Излишки топлива с попавшим воздухом сливаются через дроссель 8 и перепускной клапан 10 в топливный бак I.

Нежелательные явления: резкие повышения давления в линии нагнетания

и разрежения з линии всасывания, связанные с ЦИКЛИЧНОСТЬЮ работы поршневого ТПН 5, в этом сщ чае, как и при работе системы питания на легком топливе, локализуются топливным аккумулятором 6. В остальном линия низкого давления системы питания многотошшв- ного двигателя на дизельном топливе работает также, как и на легком топливе

Наличие клапана 16 прокачки в мембране 15 тошшвного аккумулятора б обеспечивае т надежную работу дизеля на дизельном топливе даже при неисправном ТПН 5, но включенном тошш

вопрокачивамщем насосе 3 с электрическим приводом.

Таким образом, предлагаемая система питания многотопливного двигателя обеспечивает надежную работу двигате- ля на легких топливах на всех эксплуатационных режимах в любых климатических условиях.

Формула изобретения

Система питания многотошшвного двигателя содержащая параллельно

установленные основной и дополиитель- 5 выходом, отличающаяся ный топливные баки, первый из кото- тем, что, с целью улучшения пусковых рых снабжен на выходе насосом с элек- свойств горячего двигателя и повыше- трическим приводом, а второй - насо- ния надежности его работы на легких сом с ручным приводом, подсоединенные к выходам насосов две магистрали, on объединенные при помощи тройника в

топливах, система дополнительно снаб жена подпружиненным пластинчатым кла паном прокачки, установленным в мемб ране топливного аккумулятора, и кон- фузором, размещенным во входной каме ре.

одну магистраль, установленные в последней последовательно фильтр грубой очистки топлива, топливоподкачиваю19

0

щий поршневой насос и фильтр тонкой очистки топлива, установленный параллельно с топливоподкачивающим поршневым насосом топливный аккумулятор, разделенный на две входную и выходную камеры подпружиненной упругой перегородкой-мембраной, установленную во входной камере пружину и сообщенный с фильтром тонкой ОЧКСТКИ ТОП- ЛИВ НЬА насос высокого давления, причем входная камера аккумулятора связана с входом топливоподкачивающего насоса, а выходная камера - с его

выходом, отличающаяся тем, что, с целью улучшения пусковых свойств горячего двигателя и повыше- ия надежности его работы на легких

топливах, система дополнительно снабжена подпружиненным пластинчатым клапаном прокачки, установленным в мембране топливного аккумулятора, и кон- фузором, размещенным во входной камере.

7 7 /

фи.2