Система топливоподачи двигателя внутреннего сгорания с непосредственным впрыском Советский патент 1990 года по МПК F02M39/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания с непосредственным впрыском.

Цель изобретения - оптимизация начала нагнетания и средней объемной скорости нагнетания при основном впрыске с количеством топлива, подаваемого при предварительном нагнета-

НИИ.

На фиг.1 показана система топливо- подачи с выпуклым кулачком, установленным с возможностью разворота; на фиг.2 - центровой профиль выпуклого кулачка; на фиг.З - вогнутый кулачок и его центровой профиль.

Система содержит форсунку 1, нагнетательный трубопровод 2 и топливный насос высокого давления. Топливный насос содержит плунжер 3, толкатель 4, ролик 5 и кулачковый привод с ведущим валом 6, кинематически связанным с коленчатым валом двигателя, и кулачком 7. Кул ачок 7 сопряжен с закрепленным на ведущем валу 6 опорным элементом (на чертеже не показан) посредством дуговых направляющих 8. i Кулачок 7 выполнен с основным 9 и дополнительным 10 выступами.

Приняты обозначения: АВ, ab - профиль основного нагнетания и участок центрового профиля (ЦП), ему соответствующий; CD, cd - профиль предварительного нагнетания и участок ЦП, ему соответствующий; О - ось ведущего вала 6 и позиция центра вращения кулачка 7 (при его рабочем вращений) на плоскости ЦП, соответствующая базовой

5

5

Q

5 Q

0

5

настройке (при работе без предварительного нагнетания)-, 0 - позиция центра вращения кулачка 7 на плоскости ЦП, соответствующая настройке на максимальную топливоподачу при предварительном нагнетании; Z - кольцевая рабочая зона (активная зона) в поле вращения кулачка 7, соответствующая диапазону перемещений центра ролика 5 при геометрически активном ходе плунжера 3 Hacocaj fM,,H p - минимальное и наибольшее удаления центра ролика 5 от осиЬ вала 6 при геометрически активном ходе плунжера 3 насоса; Ра Радиус-вектор точки начала центрового профиля основного нагнетания; R - радиус кривизны центрового профиля основного нагнетания; i - точка пересечения нормалей, проведенных к профилю основного нагнетания в точках начала и конца его; j -центр разворота кулачка 7 на направляющих 8, Л ° - величина углового смещения кулачка 7 при развороте.

Кулачок 7 установлен с возможностью регулировочно-установочного раз- вррота в плоскости вращения относительно точки j, лежащей за пределами контура профиля кулачка в окрестности сектора W (на фиг.2 и 3 - помечен штриховкой), ограниченного прямыми, проведенными нормально профилю основного, нагнетания в точках начала и конца его, и расположенного в узком створе этих прямых, раскрывающемся в направлении радиус-вектора ра точки

начала центрового профиля основного нагнетания, при этом кулачок 7 установлен с возможностью введения центрового профиля предварительного нагнетания cd в активную зону Z по мере разворота в направлении, встречно ходу профиля основного нагнетания.

Такая устаноы-а кулачка при расположении точки разворота в окрестности сектора W, преимущественно на удалении от центров кривизны профиля основного нагнетания, позволяет оптимизировать параметры основного нагнетания по мере повышения количества топлива, подаваемого при предварительном нагнетании, а при расположении точки разворота вблизи центров кривизны профиля основного нагнетания - повысить автономность регулировки подачи предварительного нагне- чания по отношению к настройке основного нагнетания.

В частном случае на фиг.1 показана установка кулачка 7 с профилем основного нагнетания АВ, очерченным по дуге окружности, и разворотом кулачка относительно точки j, совпадающей с центром i этой окружности.

На чертежах показан кулачок, профиль предварительного нагнетания CD которого расположен на участке затылка в месте пересечения его дугой, проведенной радиусом R через центр вращения О концентрично точке разворота j. Такое размещение профиля СП способствует сокращению угла разворота й°, необходимого для введения центрового профиля cd в активную зону Z.

Система топливоподачи работает следующим образом.

Вращательное движение кулачка 7 посредством ролика 5 и толкателя 4 преобразуется в поступательное движение плунжера 3 насоса. При базовой настройке кулачка 7 его дополнительный выступ 10 не заходит в рабочую зону (эквивалентную зоне Z по ЦП), соответствующую активному ходу плунжера 3 насоса, и нагнетание топлива в трубопровод 2 происходит только при набегании ролика 5 на основной выступ 9 кулачка 7. При этом осуществляется только основной впрыск топлива.

При переходе на управляемый впрыск производят переустановку кулачка 7 на ведущем валу 6, разворачивая его так, чтобы дополнительный выступ с профилем СП вошел в рабочую зону (участок ЦП cd входит в зону Z). В

0

5

0

5

этом случае при работе двигателя происходит либо повышение начального давления в трубопроводе 2 (при малом перемещении кулачка), либо предварительный впрыск топлива через форсунку 1 .

При этом разворот кулачка относительно точки j, расположенной в пределах сектора W, сопровождается повышением средней объемной скорости основного нагнетания (профиль ab в активной зоне Z располагается более круто) при одновременном ограничении сдвига этого нагнетания на опережение или отставание. Такая перенастройка топливоподачи позволяет осуществить совместную оптимизацию как неуправляемого одностадийного впрыска для обычных условий эксплутацни, так и управляемого впрыска при переводе двигателя на более форсированные режимы эксплуатации, при временной конвертации дизеля к работе на альтернативном топливе с пониженным це- тановым числом и в других случаях периодических перенастроек двигателя к изменяющимся условиям эксплуатации.

В зависимости от вида испольэуе- 0 мого топлива степень разворота кулачка может изменяться.

Система топливоподачи позволяет повысить степень унификации используемой топливной аппаратуры и может быть использовала в многотопливных ДВС. При этом благодаря оптимизации характеристик топливоподачи, улучшаются эксплуатационные свойства двигателя .

0

Формула изобретения

1. Система топливоподачи двигателя внутреннего сгорания с непосредст-

5 венным впрыском, содержащая форсунку, нагнетательный трубопровод и топливный насос высокого давления с кулачковым приводом, кинематически связанным с коленчатым валом двигателя и

0 взаимодействующим с толкателем топливного насоса через ролик посредством кулачка с криволинейным профилем основного нагнетания и профилем предварительного нагнетания, расположенс ным на затылке кулачка, отличающаяся тем, что, с целью оптимизации начала нагнетания и средней объемной скорости нагнетания при основном впрыске с количеством топлива.

5

подаваемого при предварительном нагнетании, кулачок установлен на ведущем валу с возможностью регулировоч- но-установочного разворота и плоскости вращения относительно точки, лежащей в секторе, ограниченном раскрывающимся в направлении радиус-вектора точки начала центрового профиля основного нагнетания узким створом прямых, проведенных нормально этому профилю в точках начала и конца участка нагнетания, и возможностью введе

ния центрового профиля предварительного нагнетания в активную зону по мере разворота в направлении, встреч ном ходу профиля основного нагнетания.

2. Система поп.1, отличающаяся тем, что профиль предварительного нагнетания расположен на участке затылка в месте пересечения его дугой, проведенной через центр вращения концентрично точке разворота.

Изобретение касается регулировки топливоподачи в двигатель внутреннего сгорания (ДВС), предусматривающей разделение ее на предварительную и основную стадии. Целью изобретения является обеспечение возможности преимущественной стабилизации параметров нагнетания при основном впрыске по мере регулировки количества топлива, подаваемого при предварительном нагнетании, в системе, содержащей топливный насос высокого давления и роликово-кулачковый привод, кулачок которого выполнен с двумя разновысокими выступами соответственно с профилем предварительного нагнетания и выпуклым профилем основного нагнетания. Установка кулачка на ведущем валу выполнена с возможностью регулировочно-установочного разворота его поперечно валу относительно точки, лежащей преимущественно в окрестности расположения центров кривизны профиля основного нагнетания, благодаря чему выступ с профилем предварительного нагнетания по необходимости может быть введен в рабочую зону поля вращения кулачка или выведен из нее и тем самым осуществлен переход на двойную или одностадийную подачу. При этом в зависимости от степени сдвижки кулачка осуществляется либо повышение начального давления перед основным впрыском, либо предварительный впрыск запальной порции топлива. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг. 2

Редактор Л.Пчолинская

Составитель В.Анфимов

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк

Заказ 1311

Тираж 436 .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

/7

Фи.8.3

Подписное