Топливная система многоцилиндрового дизеля Советский патент 1992 года по МПК F02M47/02 

Изобретение относится к двигателест- роению и может быть использовано в системах подачи топлива дизелей.

Известна топливная система, содержащая насос с передаточным отношением привода от коленчатого вала, равным 1:1, имеющая один нагнетательный элемент и распределитель, соединяющий поочередно нагнетательный элемент с каждой из четырех форсунок, зубчатый привод распределителей, причем нагнетательные элементы имеют встроенные в корпусе насоса распределители, роторы которых сочленены между собой (патент США № 3582240, НКИ 239-86, 1971).

Недостатком данной конструкции явля- г.1 j .ai, , ц с-ньс ь. Вследи.вио крепления золотникового распределителя к корпусу насоса вращающийся ротор находится под действием механических нагрузок. Усилие, необходимое для уплотнения плунжерной пары и корпуса распределителя, вызывает деформацию корпуса, что может привести к заклиниванию прецизионного ротора и выходу его из строя. Кроме того, наличие громоздкого привода распределителей и последовательное сочленение роторов между собой существенно усложняет процесс изготовления и сборки топливной системы.

Известна также топливная система, содержащая топливный насос высокого давления, распределитель топлива для каждой секции с системой управления, нагнетательный штуцер, линии высокого давления, форсунки и привод ТНВД от коленчатого вала двигателя. Система управления распределителем имеет гидравлический привод, причем нагнетательная секция поочередно соединяется через распределитель с одной из двух форсунок (патент ФРГ №2303012, МКИР 02 М 41 /04, 1973г.).

Недостатком этой системы является ее сложность, вызванная необходимостью дополнения конструкции гидравлическим приводом золотникового распределителя, а также низкая надежность вследствие наличия нагрузок, действующих на прецизионное соединение золотник - корпус распределителя. Кроме того, имеется опасность заклинивания плунжерных пар при падении давления в системе управления распределением, создаваемого гидравлическим насосом. Наличие прецизионного золотника предполагает неизбежность утечек топлива через прецизионные сопряжения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является топливная система дизеля, которая включает многосекционный топливный насос высокого давления, привод которого от коленчатого вала двигателя имеет передаточное отношение 1:4, где Т-тактность дизеля, распределители (по числу секций насоса), в корпусе каждого из которых выполнена камера с двухсторонним подпружиненным электроприводным клапаном, блок управления, подключенный к электроприводу клапанов и датчик угла поворота коленчатого вала

0 двигателя (патент Франции № 2077101, МКИ F 02 М 41/00, 1971 г.).

Недостатком этой топливной системы является низкая надежность электроуправ- ляемых распределительных элементов, тре5 бующих гидравлической загрузки якоря электромагнита управления распределителей, а также сложность изготовления.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение изготовления

0 топливной системы.

Поставленная цель достигается тем, что а топливной системе многоцилиндрового дизеля, содержащей топливный насос высокого давления с числом секций, вдвое мень5 шим числа цилиндров дизеля, и приводом от коленчатого вала дизеля, имеющим передаточное отношение 1:4/Т, где Т - тактность дизеля, распределители, число которых равно числу секций насоса, каждый из которых

0 имеет корпус, выполненную в нем камеру с двусторонним подпружиненным клапаном, электропривод клапана, причем камера постоянно сообщена с секцией насоса и благодаря клапану имеет возмож5 ность поочередного сообщения с форсунками одного из двух цилиндров дизеля, блок управления, подключенный к электроприводам клапанов и датчику угла поворота коленчатого вала двигателя, электропривод

0 каждого клапана размещен в камере распределителя, а клапаны снабжены плоскими запирающими поверхностями.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой топливной системы; на фиг. 2 5 сечение А-А на фиг. 1,

Топливная система содержит топливный насос 1 высокого давления с секциями 2, число которых вдвое меньше числа цилиндров дизеля (не показаны), привод кулачко0 во го вала (не показан) с передаточным отношением 1:4/Т, где Т-тактность дизеля, распределители 3, число которых равно числу секций 2 насоса 1, каждый из которых имеет корпус 4 с выполненной в нем каме5 рой 5, в которой размещен двусторонний клапан 6, при этом камера 5 постоянно сообщена с секцией 2 насоса 1 и благодаря клапану 6, подпружиненному пружиной 7, имеет возможность поочередного сообще- ния с форсунками (не показаны) одного из

двух цилиндров дизеля, блок управления (не показан), подключенный к электроприводу

8каждого из клапанов 6 и датчику (не показан) угла поворота коленчатого вала двигателя. При этом электропривод 8 каждого клапана б размещен в камере 5 распределителя 3, а клапаны.6 снабжены плоскими запирающими поверхностями 9 и 10.

Корпус 4 закрыт штуцером 11 с отводящим каналом 12 и имеет отводящий канал 13. Оба канала 12 и 13 связаны слиниями 14 высокого давления, а канал 15 сообщает насос 1 с камерой 5, в которой размещены рассеивающая шайба 16 и немагнитное седло 17.

Топливная система работает следующим образом.

Нагнетательная секция 2 насоса 1 осуществляет подачу топлива через распределители 3 два раза за один рабочий цикл дизеля, поэтому частота вращения кулачкового вала топливного насоса высокого давления равна частоте вращения коленчатого вала двигателя. По подводящему каналу 15 топливо через рассеивающую шайбу 16 поступает в камеру 5 с клапаном 6. Последний совершает возвратно-поступательное движение под действием пружины 7 с одной стороны, а с другой - под действием электропривода 8 по сигналам блока управления. При этом плоские запирающие поверхности

9и 10 поочередно перекрывают отводящий канал 12 штуцера 11 и канал 13, проходящий через немагнитное седло 17 и корпус 4. Таким образом, топливо поочередно поступает в один из отводящих каналов 13 или 12, осуществляя впрысктоплива через линии 14 высокого давления в один из двух цилиндров дизеля согласно порядку их работы.

Так как перемещение клапана происходит в период между впрысками, когда давление в системе мало, то для перестановки клапана требуются незначительные усилия. Благодаря тому что электропривод 8 клапана 6 размещен в камере 5, силовое воздействие электромагнитного поля передается непосредственно клапану 6 без каких-либо промежуточных элементов. Это повышает надежность в работе всей топливной системы. Наличие в конструкции всего одного подвижного элемента - клапана 6 - обеспечивает простоту изготовления устройства,

Положительный эффект от использования предлагаемой конструкции топливной системы для четырех-шести-восьми-десяти- и двенадцатицилиндровых дизелей складывается из того, что уменьшается число .комплектующих элементов, которые конструктивно проще деталей прототипа, а следовательно, и дешевле в изготовлении, поскольку уменьшается число сложных прецизионных золотников распределителей и деталей привода. Особо ощутимый эконо- 5 мический эффект возникает при использовании широко освоенного в производстве многосекционного топливного насоса с уменьшенным числом дорогостоящих пре- цизионных нагнетательных элементов. Так,

0 для приведенного восьмицилиндрового дизеля используется топливный насос с четырьмя нагнетательными секциями вместо восьми, а материалоемкость и себестоимость снижается на 35-40%.

5

Достаточно большая продолжительность сообщения нагнетательной секции насоса с каждой линией высокого давления позволяет использовать серийные много0 секционные топливные насосы с уменьшенным вдвое числом секций, доукомплектовав их клапанными распределителями и при необходимости изменив профиль кулачкового вала насоса с целью обеспечения без5 отрывной работы механизма привода плунжерного топливного насоса. При этом увеличенная вдвое частота вращения кулачкового вала насоса за счет увеличения объемной скорости плунжера позволяет или

0 увеличить давление впрыскивания топлива, что благоприятно сказывается на показателях работы двигателя, или уменьшить диаметр плунжера, тем самым снизить нагрузки на привод плунжера и мощность,

5 затрачиваемую на привод насоса.

Формула изобретения Топливная система многоцилиндрового дизеля, содержащая насос высокого давления с числом секций, вдвое меньшим чис0 ла цилиндров дизеля, и приводом от коленчатого вала, имеющим передаточное отношение 1:4/Т, где Т - тактность дизеля, распределители, число которых равно числу секций насоса, каждый из которых

5 имеет корпус, выполненную в нем камеру с двусторонним подпружиненным клапаном, электропривод клапана, причем камера постоянно сообщена с секцией насоса и благодаря клапану имеет возможность

0 попеременного сообщения с форсунками одного из двух цилиндров дизеля, блок управления, соединенный с электроприводами клапанов, датчиком ; угла поворота коленчатого вала дизеля; отличающая5 с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения изготовления, электропривод каждого клапана размещен в камере распределителя, а клапаны снабжены плоскими запирающими поверхностями.

Использование: изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в системах подачи топлива дизелей. Сущность изобретения: топливная система содержит насос высокого давления с числом секций, вдвое меньшим числа цилиндров, привод кулачкового вала с передаточным отношением 1:4/Т, где Т-тактность дизеля, распылители по числу секций насоса, каждый из которых имеет корпус 4 с выполненной в нем камерой 5, в которой размещены подпружиненный двусторонний клапан 6 с плоскими запирающими поверхностями 9 и 10 и его электропривод 8. При этом камера 5 распылителя сообщена постоянно с секцией и поочередно с форсунками одного из двух цилиндров дизеля. Блок управления подключен к электроприводу 8 и датчику угла поворота коленчатого вала дизеля. При работе дизеля нагнетательная секция насоса осуществляет подачу топлива через распределители два раза за один рабочий цикл дизеля. Топливо поступает в камеру 5 с клапаном 6, последний совершает возвратно-поступательное движение под действием пружины 7 и управляемого электропривода 8, непосредственно воздействующего своим электромагнитным полем на клапан 6. При этом запирающие поверхности 9 и 10 поочередно перекрывают подвод топлива к форсункам. Благодаря размещению электропривода 8 непосредственно в камере 5 каждого клапана 6 удается повысить надежность в работе всей топливной системы, а также обеспечить упрощение ее изготовления. 2 ил. I N О О 00 О фигг