Система подачи топлива в дизель Советский патент 1990 года по МПК F01M1/24 

Изобретение относится к автоматическому управлению двигателями внутреннего сгорания, в частности к устройствам автоматической защиты дизелей при падении . давления и повышении температуры в сис- теме смазки.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На чертеже представлена система подачи топлива в дизель.

Система содержит топливный насос 1 высокого давления, связанный через нагне- тательный клапан 2 линией 3 высокого дав- ления (ЛВД) с форсункой 4 закрытого типа. Нагнетательный клапан 2 выполнен с разгрузочным (отсасываюш,им) пояском, обеспечивающим формирование волны разрежения в ЛВД при отсечке подачи топлива и посадке клапана 2 в седло, ЛВД 3 связана через обратный клапан 5 с линией 6 слива топлива (обратно в линию низкого давления или в топливный бак, или на всасывание к подкачивающему насосу). Узел отключения подачи топлива с датчиками выполнен в виде корпуса 7, в котором размещены гибкая мембрана 8, пружина 9 с регулировочной гайкой 10 и сильфов 11, образующий гидроплотную замкнутую полость 12, заполненную легкоиспаряющейся жидкостью. Мембрана 8 и сильфон 11 образуют в корпусе 7 маслопроточную полость 13, в которую по каналу 14 поступает масло и из которой по каналу 15 масло подается далее на смазку дизеля. Каналы 14 и 15 могут быть подключены соответственно к выходу масла из масляного фильтра и к главной масляной магистрали дизеля или они могут быть подключены соответственно к выходу масла из главной масляной магистрали и к каналу слива масла на перепуск и т.д. Важно при 9том, чтобы канал 14 был подключен к такому участку масляной магистрали, давление и температура масла в котором могут служить показателями допустимости нормального пуска и работы дизеля. А снижение давления (и/или рост температуры) могут сигнализировать о необходимости аварийной остановки дизеля ( в качестве жидкости, подаваемой по каналам 14 и 15, может использоваться охлаждающая жидкость). С мембраной 8 жестко связан шток 16, который своим торцом при нормальной работе двигателя не достигает обратного клапана 5 на величину 1 (доли миллиметра). А при смещении мембраны 8 влево (как показано пунктиром) щток 16 своим торцом упирается в клапан 5, стремясь открыть его. Открытию клапана 5 под действием щтока 16 противодействует давление топлива в ЛВД 3. Затяжка пружины 9 регулируется рычагом 17.

При падении давления масла ниже аварийного уровня требуется быстро остановить двигатель, а при превышении допустимой температуры масла, но нормальном давлении требуется остановить дизель или перевести его на новый менее теплона- пряженный режим. Последнее может быть выполнено путем отключения час- ти цилиндров дизеля. Это достигается тем, что в корпусе 7 дополнительно размещена жесткая мембрана 18, связанная с дополнительным штоком 19 управления клапаном 5, который выполнен в виде шарика. Ход вправо мембраны 8 ограничивается упорами 20, а ход влево жесткой мембраны 18 - упорами 21.

Система работает следующим образом. При нормальном режиме работы дизеля плунжерный насос 1 подает топливо через нагнетательный клапан 2, ЛВД 3 и форсунку 4 в цилиндр двигателя. При этом при каждой отсечке подачи насосом 1 нагнетательный клапан 2 своим разгрузочным пояском формирует в ЛВД волну разрежения, ко- 0 торая, подходя к клапану 5, открывает его, и топливо из линии 6 всасывается в ЛВД 3, создавая в ней повышенное начальное давление (R,a), что повыщает эффективность топливоподачи. Очередная волна давления в ЛВД 3 закрывает клапан 5. Топливная система готова к новому циклу впрыскивания. При нормальной работе дизеля смазочное масло имеет заданный уровень давления, которое удерживает мембрану 8 смещенной вправо. Этому же уж.-ржанию Q мембраны 8 способствует сильфон П, в ко- -ором испарившаяся (от действия температуры масла) жидкость давлением сзоих паров удерживает мембрану 8 в крайнем правом положении. В таком состоянии мембраны 16 своим торцом не достает до кла- 5 пана 5. Указанное исходное состояние мембраны 8 и щтока 16 регулируется предварительным натягом пружины Э с помощью гайки 10. Если при работе двигателя происходит аварийное падение давления масла, т.е. падает давление в полостях 13, то мем- брана 8 смещается влево, щток 16 своим торцом нажимает на клапан 5, который откроется, но только тогда, когда ему не препятствует давление топлива в ЛВД 3. Это произойдет тогда, когда в данной секции 5 насоса 1 произойдет отсечка подачи, и нагнетательный клапан 2 своим разгрузочным пояском сформирует волну разрежения в ЛВД 3. Клапан 5 откроется под действием волны разрежения, а также под действием штока 16. Причем последний удерживает 50 клапан 5 в открытом положении до тех пор, пока мембрана 8 смещена влево. Следовательно, очередные порции топлива, подаваемые насосом 1, стравливаются через обратный клапан 5 в линии 6 слива топлива. Подачи топлива через форсунки 4 в этих 55 условиях не происходит. Двигатель останавливается. Причем время остановки двигателя практически равно времени его выбега, а прекращение рабочего процесса в цилиндpax происходит сразу после поступления аварийного сигнала. При пуске двигателя давление в ЛВД 3 равно атмосферному. Такое давление не может противодействовать открытию клапана 5 под действием усилия от мембраны 8 (пружины 9 и сильфона 11), передаваемому штоком 16. Следовательно, если давление масла и/или его температура не достигли заданного уровня, то силь фон 11 стремится сместить мембрану 8 влево, пружина 9 смещает мембрану 8 влево, шток l6 нажимает на клапан 5 и он открывается, а следовательно, топливо, подаваемое насосом 1. стравливается из ЛВД 3. не поступая в цилиндры через форсунки 4. Двигатель не запустится до тех пор, пока давление масла и/или его температура не достигнут заданного .повышенного уровня. После роста давления и температуры масла мембрана 8 сместится вправо, клапан 5 закроется и начнутся обычные процессы впрыска, а двигатель запустится. Очевидно, что выбор конструктивных параметров сильфона 11, мембраны 8, пружинь 9 (их жесткость перемещения и т.д.) должен быть проведен таким образом, чтобы при чрезмерно высокой температуре масла, но низком давлении, не произошло закрытие клапана 5 и не началась работа двигателя и т.д. Гайка 10 управления натягом пружийы 9 может иметь привод (например, механический с помощью поворотного рычага 17). При необходимости экстренной остановки двигателя вручную достаточно повернуть рычаг 17, которьж связан механически с аналогичными рычагами других секций насоса, гайки 10 всех секций ввернуты внутрь корпуса 7, пружины 9 сожмутся, мембраны 8 сместятся влево, клапаны 5 откроются и удерживаются в открытом состоянии штоком 16. Подача топлива в двигатель прекратится, двигатель аварийно остановится. Остановка двигателя таким способом происходит быстрее, чем путем простого выключения подачи поворотом органа управления регулятора, так как перемещение рейки регулятором происходит более, чем за один цикл, а выключение подачи разгерметизацией ЛВД - в течение

цикла.

При отсутствии давления масла и низкой его температуре сильфон 11 сжат и мембрана 8 выгнута влево, а шток 16 удерживает клапан 5 в открытом состоянии. Жесткая мембрана 18 находится в нейтральном прямом положении и шток 19 не касается клапана 5. При повышении давления и температуры масла пары жидкости в полости 12 и сильфона 11 и давление масаа в полости 13 отжимают гибкую мембрану 8 вправо, а шток 16 освобождает клапан 5, который закрывается, и топливная система начинает работать нормаль но При перегреве масла сильфон 11 расширяется еще больше, но мембрана 8 упирается в ограничители ее хода (упор Л)), поэтому сильфон 1 1 смещает влево жесткую

мембрану. 18, шток 19 смещается влево. нажимает на клапан 5, который открывается, обеспечивая отключение подачи топлива насосом 1 через форсунку 4.

Использование в предлагаемой системе

датчика давления в виде двух мембраь. а датчика температуры - в ви.че сильфона. размещенного между ними, позволяет пр, простоте конструкции обеспечить быстро- срабатывания за счет открытия обратног

.л..,л. riR П U ИР

V иа 1 LHDtJ tiri/i.,j .--Inri

клапана, разгерметизирующего ЛВД. и не- прерывность действия благодаря мгновенной готовности системы к работе без дополнительного ручного перевода ее в исходное состояние.

20

Формула изобретения

5

1. Система подачи топлива в дизель, содержащая последовательно соединенные насос высокого давления с нагнетательным клапаном и линию высокого .давления с форсункой закрытого типа, линию низкого давления и обратный клапан, установленный между линией высокого давления и линией низкого давления, отличающаяся тем, что, с целью автоматического отключения п топливоподачи при превы пении предельных значений параметров работы двигателя, она снабжена устройством аварийной защиты с датчиками температуры и давления, уста- ноапенным с возможностью взаимодействия с запорным элементом обратного клапана, причем устройство аварийной защиты вы- полнено в виде корпуса, в котором установлены подпружиненная гибкая и жесткая мембраны, сильфон. размещенный между мембранами и состоящий из двух кон- центрично размещенных гофров разного лиа 40 метра, образующих совместно с мембранами датчик температуры в виде замкнутой герметичной полости, заполненной легкоиспаряющейся жидкостью, а датчик давления образован внешней поверхностью сильфона. мембранами и корпусом и снабжен вход- и выходным каналами для подключения к двигателю, при этом каждая мембрана снабжена жестко соединенным с ней штоком для взаимодействия с запорным элементом обратного клапана.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем. что пружина гибкой мембраны выполнена с регулируемым предварительным усилием посредством винтового элемента, снабженного рычагом ручной аварийной остановки дизеля.

Изобретение обеспечивает повышение быстродействия. Система подачи топлива содержит устройство аварийной защиты с обратным клапаном 5, включенным между линиями высокого 3 и низкого 6 давления, датчик давления в виде подпружиненной гибкой 8 и жесткой 18 мембран, датчик температуры в виде сильфона 11, состоящего из двух цилиндрических, концентрически размещенных гофров, полость 12 между которыми заполнена легко испаряющейся жидкостью и которые установлены между жесткой 18 и гибкой 8 мембранами с образованием замкнутой полости 13, которая имеет вход 14 и выход 15 для масла масляной системы двигателя, и исполнительный механизм управления органом 5 отключения, который выполнен в виде штоков 16 и 19, жестко связанных соответственно с гибкой 8 и жесткой 18 мембранами. Система проста в конструктивном отношении и обладает высоким быстродействием. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.