Система подачи топлива в дизельный двигатель Советский патент 1992 года по МПК F02M59/44 F02M47/02 

Фиг.1

полостью нагнетания, а полости наполнения и отсечки каждой секции насоса выполнены за одно целое и сообщены через перепускной клапан 10 с надыгольн ой полостью 8 соответствующей форсунки 3, между полостями на- полненич-отсечки и полостью нагнетания выполнен канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открытия в сторону полости нагнетания, а надыгольные полости 8 форсунок 3 выполнены с возможностью сообщения с каналом дополнитегьным топливопроводом 11, причем канал с обратным клапаном следующей секции сообщен дополнительным топливопроводом 17 с подыголь- ной полостью 8 второй форсунки 3 согласно порядку работы насоса. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Использование: двигателестроение, в частности топливовпрыскивающая аппаратура для дизелей. Сущность изобретения: система подачи топлива в дизельный двигатель содериотГсекционный плунжерный насос 1 с полостями нагнетания, наполнения и отсечки, форсунки 3 с подыгольными 7 и надыгольными 8 полостями и перепускными клапанами 10, установленными в надыголь- ных плоскостях 8, основные 9 и дополнительные 11 топливопроводы, причем подыгольная полость 7 каждой форсунки 3 сообщена основным топливопроводом 9 с

Изобретение относится к двигателест- роению и предназначается для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Известна система подачи топлива в ди- зель с гидравлическим нагруженном иглы форсунки, содержащая два плунжерных насоса высокого давления с нагнетательными клапанами. Причем топпиво ot перв ого топливного насоса высокого давления (ГНВД) подается в подыгольную полость форсунки для последующей подачи в цилиндр дизеля, а от второго ТНВД топливо подается в над- ыгольное пространство для гидравлическог нагружения иглы распылителя форсунки. Форсунка содержит также подпружиненный поршень с прецизионным или другим уплотнением, размещенный в полости установки пружины форсунки В надпоршневое пространство форсунки подается топливо от второго ТНВД.

Недостатком данной системы является наличие дополнительного ТНВД для подачи топлива в надпоршневое пространство полости установки пружины, наличие дополни- тельных топливопроводов, дополнительного устройства привода ТНВД, что приводит к дополнительным затратам и высокой стоимости пободных систем. Кроме того, повышенная сложность системы из-за необходимости согласования подачи топлива первым и вторым ТНВД и из-за наличия дополнительных прецизионных деталей, размещенных в полости установки пружины.

Известна система подачи топлива в ди- зель, содержащая плунжерный насос с полостью нагнетания и полостью отсечки, форсунку с надыгольной и поды гол ьной полостью, причем подыгольная полость через клапан сообщена топливопроводом с поло- стью нагнетания, надыгольная полость сообщена через обратный клапан дополнительным топливопроводом с полостью отсечки.

Недостатком данной системы является пониженная ее эффективность из-за того. что подыгольная полость каждой форсунки

сообщена дополнительным топливопроводом с отсечной полостью плунжерного насоса соответствующей секции, Поэтому энергия отсечной волны топлива в данной системе используется только для ускорения посадки иглы форсунки соответствующей секции ТНВД в конце процесса впрыскивания топлива в камеру сгорания дизеля. При этом используется только часть энергии отсечной волны топлива, так как последующие волны будут приходить в надыгольную полость форсунки тогда, когда игла распылителя будет уже находится в НМТ на запорном конусе.

Поэтому эффективность гидрозапирания в данной системе снижается, кроме того, снижается интенсивность и увеличивается продолжительность процесса впрыскивания топлива.

Цель изобретений - повышение экономичности.

Поставленная цель достигается тем, что в системе подачи топлива в дизельный двигатель, содержащий секционный плунжерный насос с полостями нагнетания, наполнения и отсечки, форсунки и над- ыгольными и подыгольными полостями и перепускными клапанами, установленными в надыгольных полостях, основные и дополнительные топливопроводы, причем подыгольная полость каждой форсунки сообщена основным топливопроводом с полостью нагнетания, а полости наполнения и отсечки каждой секции насоса выполнены за одно целое и сообщены через перепускной клапан с надыгольной полостью соответствующей форсунки, между полостями наполнения отсечки и полостью нагнетания выполнен канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открытия в сторону полости нагнетания, а надыгольные пслости форсунок выполнены с возможностью сообщения с каналом дополнительным топливопроводом.

Поставленная цель достигается также тем. что канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открытия в сторону полости нагнетания одной секции насоса высокого давления, сообщен дополнительным топливопроводом с над- ыгольной полостью второй форсунки согласно порядку работы ТНВД.

Поставленная цель достигается также тем, что канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открытия в сторону полости нагнетания одной секции насоса высокого давления, сообщен дополнительным топливопроводом с надыголь- ной полостью третьей форсунки согласно порядку работы насоса высокого давления.

Поставленная цель достигается также тем, что канал с обратным клапаном, сообщающий впускное-отсечное окно втулки плунжера насоса с полостью наполнения- отсечки, установленный с возможностью открытия в сторону полости нагнетания одной секции насоса высокого давления, сообщен дополнительным топливопроводом с под- ыгольной полостью четвертой форсунки согласно порядку работы ТНВД.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема системы подачи топлива для че- тырехсекционногэ плунжерного ТНВД с порядком работы 1-3-4-2; на фиг. 2 - секция ТНВД, в которой впускная полость выполнена совместно с отсечной полостью, а канал, сообщающий впускное отсечное окно втулки плунжера с полостью наполнения-отсечки, снабжен обратным клапаном, продольный разрез.

Система подачи топлива содержит секционный плунжерный насос 1 ТНВД (фиг. 1) с нагнетательными секциями 2, форсунки 3, содержащие закрепленные на корпусе распылитель 4 с сопловыми отверстиями 5, иглой 6 распылителя, поджатой пружиной и снабженной запорным конусом с подыголь- ной 7 и надыгольной 8 полостями, причем подыгольная полость 7 сообщена основным топливопроводом 9 с полостью нагнетания секции 2 (фиг. 1) насоса высокого давления 1, а надыгольная полость 8 снабжена перепускным (обратнь м) клапаном 10 и сообщена дополнительным топливопроводом 11с каналом, сообщающим впускное-отсечное окно втулки плунжера насоса высокого давления с полостью наполнения-отсечки (до обратного, перепускного клапана) любой другой секции ТНВД.

Схема секции 2 насоса высокого давления показана на фиг. 2. Корпус 12 ТНВД содержит втулку плунжера 13 с отсечной кромкой 14. Втулка 13 плунжера содержит объединенные впускное-отсечное окно 15, которое сообщается каналом 16с полостью 17 наполнения-отсечки. В канале 16 установлен обратный (перепускной) клапян 18, поджатый пружиной 19 к седлу 20 клапана. Каждая секция ТНВД имеет нагнетательную

) камеру (полость наполнения) 21. образованную втулкой 13 плунжера 22. Секция ТНВД снабжена нагнетательным клапаном 23. Полость 21 нагнетания секции через нашета- тельный клапан 23 и основной

Q топливопровод сообщена с подыгольной полостью форсунки. Канал 16, сообщающий впускное-отсечное окно 15 втулки плунжера с полостью наполнения-отсечки 17 в верхней части, снабжен штуцером 24 с осевым

5 сверлением 25. К штуцеру 24 подключается дополнительный топливопровод 26 (фиг. 2), который сообщает канал 16, соединяющий впускное-отсечное окно 15 втулки, плунжера с полостью 17 наполнения-отсечки (до

Q обратного, перепускного клапана 18), одной секции ТНВД с надыгольной полостью любой другой форсунки, согласно порядку работы ТНВД.

Плунжер 22 топливного насоса приво5 дится в действие кулачковым валом 27 с кулачком 28 через толкатель 29 с возвратной пружиной 30.

Следует отметить, что длина дополнительного топливопровода. Сообщающего

0 канал 16 до обратного (перепускного) клапана одной секции ТНВД с надыгольной полостью любой другой форсунки меньше или равна длине основного топливопровода, сообщающего подыгольную полость форсунки

с с полостью нагнетания секции ТНВД.

Система подачи топлива СИГМА работает следующим образом,

При работе ТНВД, при нахождении плунжера 22 (фиг. 2) в НМТ, топливо заполQ няет надплунжерное пространство через впускное-отсечное окно 15, подаваемое топливоподкачивающим насосом в полость 17 наполнения-отсечки через отжатый обратный (перепускной) клапан 18 и

5 канал 16 (фиг, 2).

При движении плунжера 22 к ВМТ, до перекрытия отсечной кромки 14 впускное- отсечное окно 15 канала 16, плунжер вытесняет топливо из надплунжерного пространства

Q через окно 15 в канал 16, сообщающий впускное-отсечное окно втулки плунжера с полостью наполнения-отсечки и снабженный - обратным клапаном 18, последний закрывается. В результате начальное давление Рнач в

е канале 16. дополнительном топливопроводе 26, сообщающем надыгольную полость любой другой форсунки, а также в надыгольной полости самой форсунки повышается.

При движении плунжера 22 к ВМТ после перекрытия плунжером впускного-отсечного окна 15 втулка в надплунжерном пространстве создается давление топлива и если величина усилия от давления топлива превысит усилие затяжки пружины нагнетательного клапана 23 секции ТНВД, то топливо по основному топливопроводу 9 поступает в 5 подыгольную полость форсунки 3.

Часть топлива через зазоры между иглой 6 и корпусом распылителя 4 поступает в надыгольную полость 8 и повышает в ней 10 давление, так как перепускной (обратный) клапан 10 форсунки находится в закрытом состоянии.

Когда усилие от давления топлива в под- ыгольной полости 7, воздействующее на 15 дифференциальную площадку иглы 6 распылителя, больше от суммарного воздействия пружины форсунки и усилия от давления гидрозапирания топлива и надыгольной полости 8, тогда игла б распылителя поднима- 20 ется, открывая подсопловой канал, происходит вспрыскивание топлива через сопловые отверстия в камеру сгорания дизеля.

После открытия кромкой 14 плунжера 25 ТНВД впускного-отсечного окна 15 импульс давления отсечки топлива одной секции ТНВД распространяется со скоростью зэу- ка по дополнительному топливопроводу 11, закрывая при этом обратный клапан 18 сек- 30 ции ТНВД, через открытый обратный (перепускной) клапан 10 форсунки в надыгольную полость любой другой форсунки, согласно порядку работы насоса. (В данном случае канал, сообщающий впускно-отсечное окно 35 втулки с полостью наполнения-отсечки, до обратного клапана 18 второй секции ТНВД сообщен дополнительным топливопрово- дом с надыгольной полостью 8 форсунки первого цилиндра).40

В это время, согласно порядку работы ТНВД. например, 1-3-4-2, после подачи топлива второй секцией ТНВД в работу вступает первая секция ТНВД и в то же время, когда происходит процесс подачи топлива 45 первой форсункой, в надыгольную полость первой форсунки поступает энергия отсечной волны от второй секции ТНВД. При этом энергия отсечной волны одной секции используется., для дополнительного гидронаг- 50 ружения, для ускорения посадки иглы распылителя любой другой форсунки, согласно порядку работы ТНВД.

Гидрозапирание иглы форсунки энергией отсечной волны устраняет начальный 55 участок подачи топлива в камеру сгорания дизеля при низких давлениях и позволяет осуществлять начало подачи топлива более четко и при повышенных давлениях впрыскивания, что позволяет сократить действующую продолжительность подачи топлива вследствие устранения начального и конечного участков подачи с малыми давлениями, улучшается качество распыливания топлива на малых скоростных и нагрузочных режимах работы дизеля.

При этом устраняется подвпрыскивание топлива, устраняется прорыв отработавших газов в распылитель, закоксовывание сопловых отверстий и зависание иглы распылителя, улучшается качество распыливания и смесеобразования, повышается топливная экономичность.

Избыточное топливо из надыгольного объема 8 при закрытом обратном (перепускном) клапане 10 форсунки поступает через зазор между иглой б и корпусом распылителя 4 в линию высокого давления и увеличивает начальное давление в линии высокого давления, что способствует увеличению максимального давлении подачи топлива, повышает объемный КПД насоса высокого давления, увеличивает интенсивность подачи топлива на режиме максимального крутящего момента, так как при этом в линию высокого давления поступает большой объем топлива.

В результате подпитки топливом давление в основных нагнетательных топливопроводах 9 в промежутках между циклами впрыскивания топлива повышается и стабилизируется, что в свою очередь способствует стабилизации процесса впрыскивания топлива.

При этом повышается давление и сокращается продолжительность впрыскивания, улучшается качество распыливания и смесеобразования, повышается топливная экономичность.

После подачи топлива первой секцией ТНВД в работу вступает согласно порядку работы ТНВД, например 1-3-4-2, третья секция ТНВД. Следовательно, дополнительный топливопровод 11 сообщает канал первой секции до обратного клапана с надыгольной полостью третьей форсунки, чтобы максимально использовать энергию отсечной волны для интенсификации процесса впрыскивания топлива.

После подачи топлива третьей секцией в работу вступает четвертая секция ТНВД. Следовательно, дополнительный топливопровод 11 (фиг. 1) сообщает канал наполне- ния-бтсечки до обратного (перепускного) клапана с надыгольной полостью четвертой, форсунки согласно порядку работы ТНВД.

После подачи топлива четвертой секцией в работу вступает вторая секция ТНВД. Следовательно, дополнительный топливопровод 11 сообщает канал, сообщающий впускное- отсечное окно втулки с полостью наполнения отсечки (до обратного клапана секции) с нзд- ыгольной полостью второй форсунки, где будет происходит процесс впрыскивания топлива в камеру сгорания двигателя.

Затем процесс подачи топлива системой с управляемым нагружением иглы СИГМА повторяется.

Аналогичная работа системы СИГМА с шести- или восьми и больше секционными ТНВД, е которых канал наполнения-отсечки до обратного клапана одной секции ТНВД сообщен дополнительным топливопроводом с надыгольной полостью любой другой форсунки согласно порядку работы насоса высокого давления.

Таким образом, технико-экономический эффект от применения системы подачи топлива с управляемым нагружением иглы форсунки СИГМА, при работе которой более полно используется энергия отсечной волны для интенсификации процесса впрыскивания топлива и для ускорения посадки иглы распылителя, заключается в том, что при незначительных конструктивных изменениях в данной системе устраняется начальный и ко нечный участок подэчи топлива с низкими даплениями впрыскивания топлива, осуществляется более резкое (четкое) начало и окончание подачи топлива, предотвращу ся подтекание топлива, что позволяет улучшить топливную экономичность, устраняется прорыв отработавших газов в распылитель, закоксовывание сопловых, отверстий и зависание иглы распылителя, устраняется подвпрыскивание топлива.

В результате подпитки топливом давление в нагнетательных топливопроводах в промежутках между циклами стабилизируется, что в свою очередь способствует ста- билизации процесса впрыскивания топлива.

Формула изобретения 1. Система подачи топлива в дизельный двигатель, содержащая секционный плунжерный насос с полостями нагнетания, наполнения и отсечки, форсунки и над- ыгольными и подыгольными полостями и перепускными клапанами, установленными в надыгольных полостях, основные и дополнительные топливопроводы, причем под- ыгольная полость каждой форсунки сообщена основным топливопроводом с полостью нагнетания, а полости наполнения и отсечки каждой секции насосэ выполнены

за одно целое и сообщены через перепускной клапан с надыгольной полостью соот- 1 ветствующей форсунки, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности, между полостями наполнения-отсечки

и полостью нагнетания выполнен канал с обратным клапаном, установленным с возможностью открытия в сторону полости нагнетания, а надыгольные полости форсунок выполнены с возможностью сообщения с

каналом дополнительным топливопроводом.

сторону полости нагнетания одной секции насоса, сообщен дополнительным топливопроводом с надыгольной полостью третьей форсунки согласно порядку работы насоса.

сторону полости нагнетания одной секции насоса, сообщен дополнительным топливопроводом с надыгольной полостью четвертой форсунки согласно порядку работы насоса.

Внадыгольнию полость форсунки

В подь/голдную полость форсунки от топливо - подко ч и бающего насоса

о)