Топливоподающая аппаратура для двухстадийной подачи топлива и способ ее работы Советский патент 1989 года по МПК F02M45/02 

л

х /

17

Изобретение относится к двигате- лестроению и позволяет повысить стабильность подачи в основной и запальной дозах в широком диапазоне изменения скоростного и нагрузочного режимов работы. Кулачок привода топливного насоса 1 высокого давления с рейкой и с нагнетательным клапаном (К) с разгрузочным пояском вьшолнен в виде основного и вспомогательного профилей для подачи основной и запальной доз топлива. Подпружиненный обратный К 8 с пружиной 17 и направляющей 14 с (С

4

СО

о: qD

СП

9и2.2

связан с линией 6 высокого давления ч1рез дополнительный канал 9 и через л|1нию связи - с отсечной магистралью 5, К выполнен в виде основного и дополнительного запорных элементов (Э) 12 и 13. Дополнительное седло (С) 16 Э 13 размещено со стороны, противопо- Л0ЖНОЙ основному С 15. Э 13 выполнен в виде плоской пластины, связанной с направляющей К с возможностью угловоdo смещения относительно направляю- пей. Пластина вьтолнена с каналами- ля прохода топлива при ее положений i;a С 16 и снабжена преобразователем ::ода рейки топливного насоса, связан- JbM с регулятором жесткости пружины, Аьшолненным в виде электромагнитной Катушки, размещенной вокруг С 15 и взаимодействующей своим магнитным полем с К. Усилитель сигнала включен между преобразователем хода рейки и отушкой и связан с датчиком положе- яия кулачка. В цилиндр подают дозу запального топлива вблизи верхней

;1

i Изобретение относится к двигателе- 1строению для использования в топлив- |ных системах дизеля.

I Целью изобретения является повыше- |ние стабильности топливоподачи в ос- |новной и запальной дозах в широком |диапазоне изменения скоростного и Iнагрузочного режимов работы.

На фиг.1 показана общая схема ап- :паратуры;-на фиг.2 - вариант выполнения обратного клапана с механическим регулятором жесткости пружины; на фиг. 3 - обратный клапан с электромагнитным регулятором жесткости пру- жины; на фиг.4 - схема крепления. пластины дополнительного запорного элемента; на фиг.5 - осциллограммы

изменения давления топлива Р„ в ли

НИИ высокого давления (л.в.д.) по углу tf поворота вала и движения обратного клапана; на фиг.6 - вариант схемы управления жесткостью пружины.

Топливоподающая аппаратура содер-

жит топливный насос высокого давления (т.н.в.д.) 1, кулачок 2 привода

мертвой точки тактов выпуска-впуска с помощью части нагнетательного хода плунжера и дозу основного топлива вблизи верхней мертвой точки такта сжатия. Перед подачами запальной и основной доз создают в линии высокого давления повьшенное давление, а остальное давление топлива после завер- щения подач уменьщают. При режиме частичных нагрузок и полных частот начальное давление запальной дозы уменьшают, а при выходе на этот режим создаваемое начальное давление повышают. Со снижением частоты вращения вала подача запального топлива уменьшается. При этом происходит все более глубокая разгрузка линии высокого давления, в результате все больше топлива поступает в нее, восстанавливая запальную дозу. Для уменьшения абсолютной величины запальной дозы уменьшают ее начальное давление путем перекрытия канала на пластине Э 13. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 6 ил.

0

5

с основным 3 и вспомогательным 4 профилями, отсечную магистраль 5, л.в.д. 6, форсунку 7 закрытого типа и обратный клапан 8, связанный дополнительным каналом 9 с л.в.д. 6 и с линией 10 связи с отсечной магистралью 5, имеющей редукционный клапан 11.

Обратный клапан 8 выполнен в виде основного запорного элемента 12 (фиг.2) и дополнительного запорного элемента 13, связанного с направляющей 14, основного 15 и дополнительного 16 седел. Элемент 1 3 выполнен в виде пластинь. Основной запорный элемент 12 нагружен пружиной 17, взаимодействующей с регулятором 18 жесткости пружины. Последний может быть выполнен-, например, в виде винтового упора пружины 17, поворот которого меняет затяг пружины. Поворот винтового упора осуществляется элементом, связанным с рейкой т.н.в.д. 1.

Регулятор жесткости пружины 17 может быть выполнен в В1еде электромагнитной катушки 19 (фиг. 3), связанной с рейкой 20 т.и.в.д. 1 через преобразователь 21 хода рейки 20 в электрический сигнал. Преобразователь 21 может быть выполнен в виде индуктивного датчика, потенциометра и т.д. По меньшей мере часть подвижного элемента клэпана 8, например его основной запорный элемент 12, выполнена из магнитного материала для взаимодействия с магнитным полем катушки 19.

Пластина запорного элемента 13 (фиг.4) размещена на расстоянии h от седла 16, причем h 0,2-0,8, а предпочтительно 0,4-0,6 мм, что оптимизи- 15 частотах необходимо уменьшить абсорует расход через обратный клапан 8. Пластина элемента 13 размещена на хвостовике 22 направляющей 14 с зазором и имеет возможность углового смещения. На указанной пластине может быть выполнен по меньшей мере один паз 23 для прохода топлива при положении пластины на плоском седле 16, Аппаратура снабжена также датчи20

лютную величину запальной дозы топлива . При неизменном профиле 4 это достигается уменьшением начального давления , Для этого клапан 8 имеет дополнительный запорньш орган в виде пластины элемента 13 (фиг.2). При проходе волн разрежения у клапана 8 открывается основной запорный элемент 12 и топливо поступает в л.в.д.

ком 24 управляющего сигнала, связан- 25 6. Затем происходит посадка пластины

ного с кулачком 2 и преобразователем 21 через усилитель 25 сигнала.

Топливоподающая апдаратура работает следующим образом.

Кулачок 2 при своем вращении при- зо тоты вращения и нагрузки уменьшается

водит в движение плунжер т.и.в.д. 1 попеременно с помощью основного 3 и вспомогатепьного 4 профилей. Подъем плунжера профилем 4 обеспечивает подачу запальной порции топлива вблизи ВМТ тактов вьшуска-впуска. Подача со- ставляет на номинальном режиме 12-18% от полной подачи. Профиль 3 обеспечивает подачу основной дозы топлива. После подачи запальной дозы и опускания плунжера в л.в.д. 6 формируются волны разрежения Cf, , (f и т.д. (фиг.5) с помощью разгрузочного пояска нагнетательного клапана т.н.в.д. 1. Указанные волны открывают обратный кла- .ц ия может регулироваться также

пан 8 (Ьц) и топливо по линии 10 и дополнительному каналу 9 поступает в л.в.д. 6, увеличивая в ней давление и создавая перед впрыском основной дозы начальное давление Р , Затем осуществляют впрыск основной дозы (период впрыска q ), отсечки подачи, формирование волн разрежения cf , ср и т.п., новые открытия обратного кла50

изменением жесткости пружины 17. Так с уменьшением подачи топлива рейки т.н.в.д. 1 смещается и поворачивает- винтовой упор регулятора 18 жесткости, увеличивая жесткость пружины 17, и, следовательно, уменьшая Рейка т.н.в.д. 1 может взаимодействовать с преобразователем 21, выра батьшающим электрический сигнал тем

пана 8 и создание начального давления с больший, чем больше подача топлива

нам

перед очередной подачей запальной дозы q)g . Благодаря подпитке л.в.д. 6 через обратный клапан 8 и созданию Р.. перед подачей запальной

НПЧ

Электромагнитная катушка 19 с помо щью этого сигнала своим магнитным п лем помогает открытию обратного кл пана или, иначе, как бы уменьшает

дозы обеспечивается стабилизация впрысков от цикла к циклу. Со снизсе- нием частоты вращения вала подача топлива профилем 4 кулачка 2 стремится к уменьшению. При этом происходит все более глубокая разгрузка л.в.д. 6, все большим становится разрежение в периоды ср, , ср. Ф) результате все больше топлива поступает в л.в.д. 6, растет Рцач восстанавливается запальная доза топлива. Такая же тенденция имеет место и при снижении нагрузки. Однако на малых нагрузках и

0

лютную величину запальной дозы топлива . При неизменном профиле 4 это достигается уменьшением начального давления , Для этого клапан 8 имеет дополнительный запорньш орган в виде пластины элемента 13 (фиг.2). При проходе волн разрежения у клапана 8 открывается основной запорный элемент 12 и топливо поступает в л.в.д.

элемента 13 на седло 16 и прекращение подачи топлива в л.в.д. 6, несмотря на то, что разрежение в ней имеет место. В результате со снижением час5

0

начальное давление основной подачи . и начальное давление перед дополнительной подачей . Создание заданного , можно выполнить с помощью каналов 23 на пластине элемента 13.

Возможность смещения пластины элемента 13 обеспечивает сохранение подвижности направляющей 14 в канале седла 15 при отсутствии перпендикулярности пластины элемента 13 и хвостовика 22.

Закон изменения начального давле.ц ия может регулироваться также

50

изменением жесткости пружины 17. Так с уменьшением подачи топлива рейки т.н.в.д. 1 смещается и поворачивает- винтовой упор регулятора 18 жесткости, увеличивая жесткость пружины 17, и, следовательно, уменьшая Рейка т.н.в.д. 1 может взаимодействовать с преобразователем 21, выра батьшающим электрический сигнал тем

Электромагнитная катушка 19 с помо- щью этого сигнала своим магнитным полем помогает открытию обратного клапана или, иначе, как бы уменьшает

5144

жесткость пружины 17, Величина в этом случае увеличивается.

Для раздельного управления величинами Р|,д и в системе у кулачка 2 установлен датчик 24 управляю- сигнала, который включает и вы- кЬючает усилитель 25 сигнала с пре- оЗоазователя 21, соответственно - пои подходе профиля 3 и при отходе е О от датчика 24, В результате после подачи запальной дозы перед подачей о шовной в л.в.д. 6 создаются РЙЯЧ РМОЧ улучшает качество по- дачи топлива в основной дозе при сох- ранении более низкого Р„дц перед запальной дозой.

В варианте выполнения аппаратура мэжет содержать датчик 24, срабатьша- юций от профиля 3 и создающий усили- твлем 25 столь высокий потенциал на катушке 19, что в период Ср, клапан 8 открывается и некоторое время, боль- пе, чем суммарное время tfy открыт. Давление из л.в.д. 6 стравится через клапан 8 и перед подачей запальной дозы Рнач нулю. Профиль l кулачка на таком режиме не сможет обеспечить впрыск, происходит лишь гарядка л.в.. 6 до уровня некоторого I (ц перед подачей основной дозы. , iвyxcтaдийнaя подача переходит в од- i;o стадийную.

j Таким образом, предлагаемое техни- ifecKoe решение обеспечивает повьш1е- ие эффективности.

формула изобретения

g

20

25

30

35

40

45

50

55

ми и соответстве.нно последним основным и вспомогательным седлами, регулятором жесткости пружины клапана, дополнительным каналом и линией связи, причем обратный клапан связан с линией высокого давления через дополнительный канал, а через линию свя зи г с отсечной магистралью, дополнительное седло размещено со стороны, противоположной основному седлу, дополнительный запорный элемент вьтол- нен в виде плоской пластины, связанной с направляющей клапана, а регулятор жесткости пружины обратного клапана связан с рейкой топливного насоса.

вьппенное начальное давление, а остальное давление топлива после завершения подач уменьшают, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности при переходе двигателя на режимы частичных нагрузок

9«2.5

Щу:

7

/ 9иг.

22

9Ь95

и полных частот вращения коленчатого

вала перед подачей запальной дозы начальное давление уменьшают, а при выходе на режимы пониженн ых частот вращения создаваемое начальное давление повьппают.

3 9

/

Puz.l

(.5

Фаг.&